температура відпалу плівки, так і температура розчину, з якого витягується плівка. При необхідності поляризаційна залежність може бути усунена яким-небудь з відомих способів - полуволновой пластина, гофрування ділянки хвилеводу і т. П.
Мабуть, основним недоліком методу золь-гель є те, що максимальна товщина плівки, одержуваної за один акт нанесення, дуже мала і досягає всього 0,2 мкм. Більш товсті плівки не витримують внутрішніх напружень при відпалі і розтріскуються. Товщина плівок 0,2 мкм є недостатньою для багатьох застосувань через неможливість узгодження плівок з іншими хвилеводними компонентами, а також, подібна товщина може виявитися менше критичної для необхідної довжини хвилі випромінювання.
Досить товсті і однорідні золь-гель шари можуть бути отримані при швидкому відпалі зі швидкістю нагрівання й охолодження ~ 70 ° С/хв. Використання в якості одного з компонентів розчину Si (OCH 3) 4 (або MTES) дозволяє отжигать більш товсті плівки (до 10 мкм). Може бути використаний субгідролізірованний початковий розчин, має низький вміст води, з більш високою щільністю гелю, в результаті чого знижується стиск під час відпалу і, як наслідок, зменшується ризик розтріскування плівок. Введення спеціальних органічних компонентів підвищує гнучкість молекулярної сітки гелю, що також знижує ймовірність розтріскування при відпалі. В якості таких компонентів використовують гамма-глицидов-оксіпропіл-тріметоксісілан (GPTS) або гамма-метакрил-оксіпропіл-тріметоксісілан (MPTS). Використання цих методик дозволяють отримати хвилеводи з низькими втратами і товщиною плівок до 10 мкм за один акт нанесення.
Найбільш поширеним і простим способом збільшення товщини хвилеводу є багаторазове нанесення розчину на підкладку з попередніми відпалом (сушкою) кожного шару (60 - 300? С, 10 - 20 хв.). При 8-ми кратному нанесенні плівка після відпалу досягає товщини ~ 1,8 мкм. Тому можна сказати, що проблема недостатньої товщини плівок, виготовлених за методом золь-гель, в даний час успішно вирішена.
4. Гель технологія
У даній роботі для отримання плівок TiO 2 використовується метод, поки що не має загальновизнаного назви, який дозволяє отримувати анатаз у вигляді тонких плівок, вміст якого в обсязі близько до 100%. Разом з кафедрою загальної хімії ми умовно назвали цю технологію «гель методом» отримання тонких плівок.
Гель технологія - це методика створення на скляних або кварцових підкладках оптично прозорих плівок, шляхом висушування та наступного відпалу нанесеного на ці підкладки шари спеціального розчину.
Отримання за цією технологією оптично прозорих і однорідних плівок не вимагає застосування дорогого, складного обладнання, що й зумовило підвищений інтерес до цієї теми.
На відміну від процесу золь-гель тут золеобразованія не відбувається, плівки витягуються безпосередньо з розчину, а не з суспензії, так само відсутня пряма реакція гідролізу, тобто гідроліз відбувається без додавання води в розчин, вода конденсується з атмосфери, плюс ОН групи для гідролізу отщепляются при видаленні спирту з розчину.
розчин? гель? оксид.
В якості базового матеріалу для отримання плівок діоксиду кремнію і стекол використовують тетрабутоксід титану Ti (OCH 2 C 3 H 7) 4, який змішують у відповідних пропорціях з триетиленгліколя C 6 H 14 O 4 і домішують бутанол C 6 H 12 O 3 до певної позначки.
Отриманий гель розчин наноситься на підкладку. Підкладки з нанесеним діоксидом титану сушаться при температурі ~ 100 ° С протягом 10-20 хв. Внаслідок випаровування розчинника на підкладці залишається пориста плівка - каркас.
Подальший відпал при температурі ~ 300-800 ° С призводить до утворення суцільної плівки, пористість якої не перевищує 10 - 15%. Ця плівка може бути використана в якості волноводного шару.
Основною перевагою методу гель є можливість отримання плівок із заданим показником заломлення. Причому собівартість виготовлення подібних плівок відносно низька.
Точність необхідного показника заломлення залежить від стабільності параметрів відпалу і параметрів навколишнього середовища. Виготовлення плівок виробляється при заданих значеннях цих параметрів.
Для виготовлення традиційних хвилеводів, які мають низькі втрати (наприклад - дифузійних), потрібні складні громіздкі і досить дорогі вакуумні установки, які значно перевищують собівартість виготовляються з їх допомогою хвилеводних систем. Тому можна сказати, що технологія гель вигідно відрізняється своєю відносною простотою і дешевизною, т. К. Складного обладнання не потрібно і весь процес заснований на ряді елементарних хімічних реакцій.
