摘要：目的研究不同晶体结构Y2O3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y2O3薄膜,随后系统研究两种Y2O3薄膜的性质与增透性能。结果在低氧氩比下获得了立方结构Y2O3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y2O3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07nm。两种晶体结构均呈现出符合Y2O3原子配比的价态。立方和单斜结构的Y2O3薄膜硬度分别为17.4、12.6GPa;弹性模量分别为248.1、214.6GPa。双面镀制立方结构Y2O3薄膜后,金刚石膜在10.0μm透过率最大,达89.1%,增透24.5%;单斜结构Y2O3薄膜在7.4μm透过率最大,达90.4%,增透25.4%。结论通过控制氧氩比可以获得热力学稳定的立方Y2O3薄膜和亚稳态的单斜Y2O3薄膜。立方和单斜结构的Y2O3薄膜中O与Y原子价态均符合其化学计量比。立方结构Y2O3薄膜呈现出更高的硬度与弹性模量。两种结构对金刚石窗口均呈现出良好的增透效果。单斜结构Y2O3薄膜增透效果更佳与其较低的折射率有关,且相比于立方结构Y2O3薄膜,增透最佳值向低波长方向移动。

关键词：金刚石膜 y2o3 增透膜 窗口 立方结构 

单位：北京科技大学新材料技术研究院; 北京100083; 有研科技集团有限公司; 北京100088