Właściwości odbiciowe struktur z warstwami wytwarzanymi metodą zol-żel i techniką dip-coating

• Autorzy: Gajda Aleksandra , Gondek Ewa , Karasiński Paweł

Warianty tytułu

EN

Reflectance properties of structures with layers produced by sol-gel and dip-coating techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań właściwości odbiciowych struktur z cienkimi warstwami krzemionkowymi, z warstwami ditlenku tytanu TiO2 oraz z warstwami kompozytowymi SiO2:TiO2, które wytworzone zostały za pomocą metody zol-żel i techniki dip-coating na dwóch różnych rodzajach podłoży. W badaniach zastosowano podłoża ze szkła sodowo-wapniowego (podłożowe płytki mikroskopowe) oraz wafle krzemowe. Na szkle sodowo-wapniowym wytworzone były warstwy kompaktowej krzemionki, dla której współczynnik załamania wynosił ~1,45 oraz warstwy porowatej krzemionki o współczynniku załamania ~1,2 i porowatości wynoszącej w przybliżeniu 50%, a także warstwy dwuskładnikowe SiO2:TiO2 o homogeniczności na poziomie cząsteczkowym. Na podłożach krzemowych wytworzone zostały struktury antyrefleksyjne jedno- oraz dwuwarstwowa. Wykorzystując spektrofotometr światłowodowy wyznaczono charakterystyki odbiciowe badanych struktur w zakresie widmowym 200-1000 nm. Na podstawie wykonanych pomiarów określono wpływ rodzaju podłoża i ilości naniesionych warstw na charakterystyki odbiciowe. Porównując charakterystyki odbiciowe badanych struktur warstwowych z charakterystykami odbiciowymi podłoży określono jednorodność optyczną warstw.

EN

The article presents the results of investigations of reflectance properties of structures with silica, titanium dioxide TiO2 and SiO2:TiO2 composite thin films, which were fabricated by sol-gel and dip-coating techniques on two different types of substrates. Soda-lime glass substrates (substrate microscope plates) and silicon wafers were used in this study. Compact silica layers were produced on soda-lime glass for which the refractive index was about 1.45 and porous silica layers with a refractive index of about 1.2 and a porosity of approximately 50%, as well as SiO2:TiO2 binary layers with homogeneity at the molecular level. Single- and double-layer antireflective structures were fabricated on silicon substrates. Using a fiber optic spectrophotometer, the reflectance characteristics of the structures studied were determined in the spectral range 200-1000 nm. The influence of the substrate type and the number of applied layers on the reflectance characteristics was determined on the basis of the performed measurements. By comparing the reflectance characteristics of the investigated layered structures with the reflectance characteristics of the substrates, the optical homogeneity of the layers was determined.

Słowa kluczowe

PL

metoda zol-żel; charakterystyki odbiciowe; spektrofotometria; warstwy krzemionkowe

EN

sol-gel method; reflectance characteristics; spectrophotometry; silica layers

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 23, nr 1-4
• Strony: 35--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Gajda Aleksandra

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-7641-5446

autor

Gondek Ewa

• Katedra Fizyki, Politechnika Krakowska, ul. Podchorążych 1, 30-084 Kraków, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-3692-1253

autor

Karasiński Paweł

• Katedra Optoelektroniki, Politechnika Śląska, ul. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-5436-9212

Bibliografia

• [1] Agustín-Saenz C., Machado M., Nohava J., Yurrita N., Sanz A., Brizuela M., Zubillaga O., Tercjak A., 2020: Mechanical properties and field performance of hydrophobic antireflective sol-gel coatings on the cover glass of photovoltaic modules. Solar Energy Materials and Solar Cells, 216 (2020) 110694.
• [2] Środa K., Kijo-Kleczkowska A., 2016: Analysis of Combustion Process of Sewage Sludge in Reference to Coals and Biomass. Archives of Mining Sciences, No 2. DOI: https://doi.org/10.1515/amsc-2016-0031
• [3] Adak D., Bhattacharyya R., Saha H., Sankar Maiti P., 2020: Sol-gel processed silica based highly transparent self- -cleaning coatings for solar glass covers. Materials Today: Proceedings, 33 (2020) 2429-2433. Aleksandra Gajda, Ewa Gondek, Paweł Karasiński 43
• [4] Skolik M., Karasiński P., 2017: Jedno- i dwuwarstwowe struktury antyrefeleksyjne wytwarzane metodą zol-żel do zastosowań w fotoogniwach krzemowych. Przegląd Elektrotechniczny, R. 93, Nr 8, 73-76.
• [5] Karasiński P., 2019: Warstwy dielektryczne wytwarzane metodą zol-żel i techniką dip-coating do zastosowań w optoelektronice. Przegląd Elektrotechniczny, R. 95 Nr 9, 161-164.
• [6] Karasiński P., Domanowska A., Gondek E., Sikora A., Tyszkiewicz C., Skolik M., 2020: Homogeneity of sol-gel derived silica-titania waveguide films – Spectroscopic and AFM studies. Optics and Laser Technology, 121 (2020) 105840.
• [7] Karasiński P., Gondek E., Drewniak S., Kityk I. V., 2012: Nano-sized blue spectral shift in sol-gel derived mesoporous titania films. J. Sol-Gel Sci. Technol. (2012) 61, 355-361.
• [8] Gondek E., Karasiński P., Drewniak S., 2014: Nano-quantum size effect in sol-gel derived mesoporous titania layers deposited on soda-lime glass substrate. Physica E, 62, 128-135.
• [9] Porębska K., 2013: Powłoki hydrofobowe na bazie SiO2 wytwarzane metodą zol-żel. Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka, Budownictwo i Architektura, 12 (4), 257-267.
• [10] Orkisz J., 2009: Określenie wpływu MgO na właściwości dielektryczne cienkich warstw układu (1-y)Ba0,6Sr0,4TiO3-y MgO. Praca Doktorska, Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa
• [11] Agustín-Sáenz C., Machado M., Tercjak A., 2019: Antireflective mesoporous silica coatings by optimization of water content in acid-catalyzed sol-gel method for application in glass covers of concentrated photovoltaic modules. Journal of Colloid and Interface Science, 534, 370-380.
• [12] Skolik M., Domanowska A., Karasiński P., Gondek E., Michalewicz A., 2019: Double layer sol-gel derived antireflective coatings on silicon – design, optical and Auger Electron Spectroscopy characterization. Mater. Lett. 25, 210-213

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).