Kile ise peegeldab või neelab langevat valgust valikuliselt ning selle värvus on kile optiliste omaduste tulemus. Õhukeste kilede värvus tekib peegeldunud valgusest, seega tuleb arvestada kahe aspektiga: läbipaistmatute õhukeste kilematerjalide nähtava valguse spektri neeldumisomaduste tekitatud loomulik värvus ja läbipaistvate või kergelt neelavate õhukeste kilematerjalide mitmekordsete peegelduste tekitatud interferentsivärv.
1. Sisemine värv
Läbipaistmatute õhukeste kilematerjalide neeldumisomadused nähtava valguse spektris viivad sisevärvide ilmnemiseni ja kõige olulisem protsess on elektronide poolt neeldunud footonienergia üleminek. Juhtivate materjalide puhul neelavad elektronid footonienergiat osaliselt täidetud valentstsoonis, et minna üle täitmata kõrge energiaga olekusse üle Fermi taseme, mida nimetatakse tsoonisiseseks üleminekuks. Pooljuhtide või isoleermaterjalide puhul on valentstsooni ja juhtivustsooni vahel energiapilu. Ainult elektronid, mille neeldunud energia on suurem kui energiapilu laius, saavad pilu ületada ja valentstsoonist juhtivustsooni üle minna, mida nimetatakse tsoonidevaheliseks üleminekuks. Olenemata ülemineku tüübist põhjustab see peegeldunud ja neeldunud valguse vahel vastuolu, mis põhjustab materjali sisevärvi ilmutamist. Materjalid, mille keelutsooni laius on suurem kui nähtava ultraviolettkiirguse piir, näiteks üle 3,5 eV, on inimsilmale läbipaistvad. Kitsa keelutsooniga materjalide keelutsooni laius on väiksem kui nähtava spektri infrapunapiir ja kui see on väiksem kui 1,7 eV, paistab see must. Keskmise piirkonna ribalaiusega materjalidel võivad olla iseloomulikud värvid. Doping võib laiade energiavahedega materjalides põhjustada ribadevahelisi üleminekuid. Dopingelemendid loovad energiavahede vahele energiataseme, jagades need kaheks väiksemaks energiaintervalliks. Madalamat energiat neelavad elektronid võivad samuti läbida üleminekuid, mille tulemuseks on algse läbipaistva materjali värvumine.
1. Interferentsi värv
Läbipaistvad või kergelt neelavad õhukesed kilematerjalid näitavad valguse mitmekordse peegeldumise tõttu interferentsivärve. Interferents on amplituudi muutus, mis tekib pärast lainete superpositsiooni. Kui veeloogu pinnal on õlifilm, võib täheldada, et õlifilmil on sillerdav värvus, mis on tüüpilise kileinterferentsi tekitatud värvus. Läbipaistva oksiidfilmi õhukese kihi sadestamine metallaluspinnale võib interferentsi abil saada palju uusi värve. Kui ühe lainepikkusega valgus langeb atmosfäärist läbipaistva kihi pinnale, peegeldub osa sellest õhukese kile pinnalt ja naaseb otse atmosfääri; teine osa murdub läbi läbipaistva kile ja peegeldub kilealuspinna liidesel. Seejärel jätkab läbilaskvust läbipaistev kile ja murdub kile ja atmosfääri vahelisel liidesel enne atmosfääri naasmist. Need kaks põhjustavad optilise tee erinevust ja kattuvat interferentsi.
Postituse aeg: 30. juuni 2023