Сама плёнка выбарачна адлюстроўвае або паглынае падаючае святло, і яе колер з'яўляецца вынікам аптычных уласцівасцей плёнкі. Колер тонкіх плёнак фарміруецца адлюстраваным святлом, таму неабходна ўлічваць два аспекты, а менавіта ўласны колер, які ствараецца характарыстыкамі паглынання непразрыстых тонкаплёнкавых матэрыялаў для бачнага спектру святла, і інтэрферэнцыйны колер, які ствараецца шматразовымі адлюстраваннямі празрыстых або слабапаглынальных тонкаплёнкавых матэрыялаў.
1. Унутраны колер
Характарыстыкі паглынання непразрыстых тонкаплёнкавых матэрыялаў у бачным спектры святла прыводзяць да з'яўлення ўласных колераў, і найважнейшым працэсам з'яўляецца пераход энергіі фатонаў, паглынутай электронамі. У праводзячых матэрыялах электроны паглынаюць энергію фатонаў у часткова запоўненай валентнай зоне, пераходзячы ў незапоўнены высокаэнергетычны стан вышэй за ўзровень Фермі, што называецца ўнутрызонным пераходам. У паўправаднікоў або ізаляцыйных матэрыялаў паміж валентнай зонай і зонай праводнасці існуе энергетычная шчыліна. Толькі электроны з паглынутай энергіяй, большай за шырыню энергетычнай шчыліны, могуць перасекчы шчыліну і перайсці з валентнай зоны ў зону праводнасці, што вядома як міжзонны пераход. Незалежна ад тыпу пераходу, ён прывядзе да неадпаведнасці паміж адлюстраваным і паглынутым святлом, што прывядзе да праявы ўласнага колеру матэрыялу. Матэрыялы з шырынёй забароненай зоны, большай за мяжу бачнага ультрафіялетавага выпраменьвання, напрыклад, большай за 3,5 эВ, празрыстыя для чалавечага вока. Шырыня забароненай зоны матэрыялаў з вузкай забароненай зонай меншая за інфрачырвоную мяжу бачнага спектру, і калі яна меншая за 1,7 эВ, яны выглядаюць чорнымі. Матэрыялы з прапускной здольнасцю ў сярэдняй вобласці могуць праяўляць характэрныя колеры. Легіраванне можа выклікаць міжзонныя пераходы ў матэрыялах з шырокімі энергетычнымі забароненымі зонамі. Легіруючыя элементы ствараюць энергетычны ўзровень паміж энергетычнымі забароненымі зонамі, падзяляючы іх на два меншыя энергетычныя інтэрвалы. Электроны, якія паглынаюць меншую энергію, таксама могуць перажываць пераходы, у выніку чаго зыходны празрысты матэрыял мае колер.
1. Інтэрферэнцыйны колер
Празрыстыя або слабапаглынальныя тонкаплёнкавыя матэрыялы праяўляюць інтэрферэнцыйныя колеры з-за шматразовага адлюстравання святла. Інтэрферэнцыя - гэта змена амплітуды, якая адбываецца пасля суперпазіцыі хваль. У жыцці, калі на паверхні лужыны вады ёсць алейная плёнка, можна назіраць, што алейная плёнка мае ірызесцаванне, якое з'яўляецца колерам, які ўтвараецца ў выніку тыповай інтэрферэнцыі плёнкі. Нанясенне тонкага пласта празрыстай аксіднай плёнкі на металічную падкладку можа атрымаць мноства новых колераў праз інтэрферэнцыю. Калі святло адной даўжыні хвалі падае з атмасферы на паверхню празрыстага пласта, частка яго адлюстроўваецца ад паверхні тонкай плёнкі і непасрэдна вяртаецца ў атмасферу; іншая частка падвяргаецца праламленню праз празрыстую плёнку і адлюстроўваецца на мяжы паміж плёнкай і падкладкай. Затым яны працягваюць прапускаць праз празрыстую плёнку і праламляцца на мяжы паміж плёнкай і атмасферай, перш чым вярнуцца ў атмасферу. Абодва гэтыя фактары прывядуць да рознасці аптычных ходаў і суперпазіцыянай інтэрферэнцыі.
Час публікацыі: 30 чэрвеня 2023 г.