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이온빔 보조 증착 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 박막의 광학적 특성
우석훈,남성림,정부영,황보창권,문일춘 한국광학회 2002 한국광학회지 Vol.13 No.2
전자총을 사용하여 증착한 보통(conventional) Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 Ar 이온빔 보조 증착(ion beam assisted deposition, IBAD)한 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 광학적, 물리적 특성을 조사하여 IBAD의 효과에 대해 연구하였다. IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 진공-공기간 반사 스펙트럼과 박막 단면의 SEM 측정 결고, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 보통 박막에 비해 조밀한 박막으로 증착되었으며, 분광 광도계를 이용하여 포락선 방법으로 구한 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 평균 굴절률은 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막 보다 증가하고, 소멸계수는 감소하였다. 이는 IBAD에 의한 이온빔 충격으로 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 미세구조가 변화하여 조밀도가 증가하였기 때문으로 판단된다. 주입 산소 양이 증가함에 따라 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막의 평균 굴절률과 소멸계수는 모두 감소하는 경향을 보였으며, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 이온빔 전류 밀도가 증가함에 따라 평균 굴절률이 증가하였다. 보통 Nb$_2$O$_{5}$ 박막과 IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 모두 불균일 굴절률을 나타냈으며, IBAD Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 이온빔 전류 밀도가 증가할수록 굴절률의 불균일도는 증가하였다. 증착된 Nb$_2$O$_{5}$ 박막은 XRD 측정 결과 모두 비정질이었으며, IBAD에 의해 박막의 결정 구조는 변하지 않았다. We studied the optical and structural properties of conventional and ion-beam-assisted-deposition (IBAD) Nb$_2$O$_{5}$ films which were evaporated by an electron beam gun. The vacuum-to-air spectral shift and the cross sectional SEM images of the Nb$_2$O$_{5}$ films were investigated. The results show that the IBAD Nb$_2$O$_{5}$ films have a higher packing density than the conventional Nb$_2$O$_{5}$ films. The average refractive index of IBAD Nb$_2$O$_{5}$ films was increased, while the extinction coefficient was decreased compared with the conventional films. As the oxygen flow was increased, the average refractive index and extinction coefficient of the conventional and IBAD films decreased. Both the conventional and IBAD Nb$_2$O$_{5}$ films showed inhomogeneity in refractive index, and the degree of inhomogeneity of the IBAD Nb$_2$O$_{5}$ films became larger as the ion current density was increased. All Nb$_2$O$_{5}$ films were found to be amorphous by x-ray diffraction (XRD) analysis, and hence the crystal structure of Nb$_2$O$_{5}$ films was not changed by IBAD.
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