Measurement of Thin Carbon Films Absorption in the Visible Spectrum

УДК 535.232

  • A.S. Belousow Altai State University (Barnaul, Russia) Email: Belousow.2020@yandex.ru
  • O.S. Melnikova Altai State University (Barnaul, Russia) Email: olya.melnikova.99@yandex.ru
  • K.V. Solomatin Altai State University (Barnaul, Russia) Email: kostyasv@mail.ru
Keywords: thin films, absorption index, complex refractive index, interference methods, carbon

Abstract

The article is devoted to studying radiation absorption in the visible spectrum by thin carbon films. Two types of carbon films, diamond-like and graphite-like, with different structures, are investigated. The films are produced using laser vaporization of the initial material with a further coating of glass substrates. Measurements of light transmission through several samples of films with different thicknesses at three (or more) different areas are obtained for the wavelength range of 400-800 nm using the USB4000 compact fiber-optic spectrometer. The obtained results for the films with different thicknesses demonstrate scant differentiation of values (limiting to the same type of films). The imaginary parts of the films' complex refractive indices (absorption indices) are calculated. The comparison reveals the significant differences (by a factor of two or three) of the absolute values and trends of the absorption indices of diamondlike and graphite-like films. Both types of films are characterized by the expected increase in absorption when transitioning from the long-wavelength spectral region to the short-wavelength one. However, the rate of increase in absorption during such a transition is higher for the diamond-like films. These differences are related to the structure of the films.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

A.S. Belousow, Altai State University (Barnaul, Russia)

магистрант кафедры общей и экспериментальной физики

O.S. Melnikova, Altai State University (Barnaul, Russia)

магистрант кафедры общей и экспериментальной физики

K.V. Solomatin , Altai State University (Barnaul, Russia)

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики

References

Бакай А.С., Баранов А.В., Стрельницкий В.Е. Вакуумно-дуговой синтез алмазоподобных пленок: история, последние разработки, применение, перспективы // Поверхность. Физика, химия, механика. 1990. № 3.

Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. М., 2008.

Дунюшкина Л.А. Введение в методы получения пленочных электролитов для твердооксидных топливных элементов. Екатеринбург, 2015.

Ландсберг Г.С. Оптика. М., 2010.

Lifshitz Y. Diamond-like carbon — present status // Diamond and Related Materials. 1999. Vol. 8.

Швец В.А., Спесивцев Е.В. Эллипсометрия. Новосибирск, 2013.

Соломатин К.В., Белоусов А.С., Мельникова О.С. Определение толщины тонких пленок интерференционным методом при наклонном падении // Новые материалы и технологии : VIII Российско-Казахстанская молодежная научн.-технич. конф. 2020.

Плотников С.А., Владимиров А.Б., Рубштейн А.П., Куклинов М.Л. Структура, физико-механические и поверхностные свойства углеродных пленок, полученных с помощью PACVD технологии // Фундаментальные исследования. 2017. № 10.

Троицкий А.А., Березин В.М., Лукашев В.С. Структура и свойства углеродных пленок, получаемых электронно-лучевым распылением в вакууме // Вестник Южно-Уральского гос. ун-та. 2012. № 34.

Васильев В.А., Чернов П.С. Диффузионная модель роста и морфология поверхностей тонких пленок материалов // Нано- и микросистемная техника. 2011. № 11.

Курапов Ю.А., Борецкий В.В. Адгезия толстых углеродных пленок, полученных электронно-лучевым испарением углерода // Современная электрометаллургия. 2015. № 4.

Плотников С.А., Рубштейн А.П., Владимиров А.Б. Оптические свойства углеродных пленок, полученных PVD и PACVD методами // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 8.

Азарко И.И., Толстых П.В., Толстых В.П., Гончаров В.К., Петров С.А., Пузырев М.В. Оптические свойства наноструктурированных алмазоподобных пленок // Взаимодействие излучений с твердым телом : мат-лы V междунар. научн. конф. Минск. 2003.

Khan А.А., Mathine D., Woollam J.A., Chung Y.R. Optical properties of diamond-like carbon films: an ellipsometric study // Physical Review B. Vol. 28.

Рудченко С.О., Стариков В.В., Пуха В.Е. Исследование оптических и электрических характеристик пленок на основе углеродных материалов для фотопреобразователей // Металлофизика и новейшие технологии. 2011. Т. 33.

Published
2022-03-18
How to Cite
Belousow A., Melnikova O., Solomatin K. Measurement of Thin Carbon Films Absorption in the Visible Spectrum // Izvestiya of Altai State University, 2022, № 1(123). P. 16-22 DOI: 10.14258/izvasu(2022)1-02. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-02.