لايه نشاني و ارزيابي خواص اپتيكي و آبگريزي لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-SiO2

Fabrication of MgF2-SiO2 Nanocomposite Thin Films and Investigation of Their Optical and Hydrophobic Properties

در اين پژوهش، لايه نازك نانوكامپوزيتي فلوريد منيزيم- سيليكا(دو درصد وزني)/فلوريد منيزيم روي زيرلايه شيشه اي اعمال شد. به منظور رسيدن به خواص ضد بازتابي، ابتدا لايه هاي نازك فلوريد منيزيم با ضخامت اپتيكي روي زيرلايه شيشه اي پوشش دهي شد و سپس لايه نشاني لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-2%SiO2 صورت گرفت. درنهايت اصلاح سازي سطح به كمك محلول PFTS انجام شد. مشخصه يابي لايه نازك با استفاده از روش هاي پراش سنجي پرتو ايكس، طيف سنجي بازتاب كلي تضعيف شده مادون قرمز با تبديل فوريه، طيف سنجي مرئي- فرابنفش و ميكروسكوپي نيروي اتمي انجام شد. همچنين خواص آبگريزي نمونه توسط اندازه گيري زاويه تماس آب بررسي شد. نتايج به دست آمده نشان داد لايه نشاني لايه نازك فلوريد منيزيم شش لايه بر دو طرف زير لايه شيشه اي منجر به افزايش عبور تا 4/96 درصد شده است. براي شيشه پوشش داده شده با لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-2%SiO2، ميزان عبور به مقدار 4/94 درصد كاهش يافته كه نسبت به شيشه خام عبور بالاتري را حاصل كرده است. همچنين آناليز اندازه گيري زاويه تماس آب مشخص كرد كه زاويه تماس قطره آب روي شيشه پوشش داده شده با لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-2%SiO2 كاهش مي يابد. از طرفي زاويه تماس قطره آب روي شيشه پوشش داده شده با لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-2%SiO2 اصلاح شده با PFTS، تا حد 119 درجه افزايش يافت. لذا لايه نازك نانوكامپوزيتي MgF2-2%SiO2 مي تواند به عنوان پوشش ضد بازتاب و خودتميز شونده روي سطح قطعات اپتيكي مورد استفاده قرار گيرد.

In this research, MgF2-2%SiO2/MgF2 thin films were applied on a glass substrate. At first, MgF2 thin films with the optical thickness were deposited on the glass slide substrates. Then, MgF2-2%SiO2 thin films were deposited on the glass coated with MgF2 thin films. Finally, the nanocomposite thin films were surface treated by the PFTS solution. Characterization of the thin film was done by X-Ray defractometry (XRD), attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), UV-Vis spectroscopy, and atomic force microscopy (AFM) techniques. Also, the hydrophobic properties of the samples were investigated by measuring the contact angle of the water. The results showed that the deposition of the six layer MgF2 thin films on the two sides of the glass substrate increased the transmission up to 96.4%. For the glass deposited by MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin films, transmission was reduced to 94.4%, with its transmission being higher than the pure glass. Also, the water contact angle (WCA) analysis determined that the contact angle of the water droplet on the MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin film coated glass was decreased. On the other hand, the contact angle of the water droplet on the MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin film coated glass after modification with the PFTS solution was increased up to 119o. So, MgF2-2%SiO2 nanocomposite thin films could be used as an antireflective and self-cleaning coating on the surface of the optical devices.