Maga a film szelektíven visszaveri vagy elnyeli a beeső fényt, színe pedig a film optikai tulajdonságainak eredménye. A vékony filmek színét a visszavert fény hozza létre, ezért két szempontot kell figyelembe venni, nevezetesen a nem átlátszó vékony filmanyagok látható fényspektrumának abszorpciós jellemzői által generált belső színt, valamint az átlátszó vagy enyhén elnyelő vékony filmanyagok többszörös visszaverődése által generált interferencia színt.
1. Belső szín
Az átlátszatlan vékonyréteg-anyagok látható fény spektrumára való abszorpciós tulajdonságai belső színek megjelenéséhez vezetnek, és a legfontosabb folyamat az elektronok által elnyelt fotonenergia átmenete. Vezetőképes anyagok esetén az elektronok a részben kitöltött vegyértéksávban elnyelik a fotonenergiát, és egy kitöltetlen, nagy energiájú állapotba kerülnek a Fermi-szint felett, amit sávon belüli átmenetnek nevezünk. Félvezetők vagy szigetelőanyagok esetén energiarés van a vegyértéksáv és a vezetési sáv között. Csak azok az elektronok tudnak átjutni a résen, és átmenni a vegyértéksávból a vezetési sávba, amelyek elnyelt energiája nagyobb, mint az energiarés szélessége. Ezt sávok közötti átmenetnek nevezzük. Bármilyen átmenetről is legyen szó, az inkonzisztenciát okoz a visszavert és az elnyelt fény között, ami miatt az anyag belső színt mutat. A látható ultraibolya határértéknél nagyobb tiltott sávszélességű anyagok, például a 3,5 eV-nál nagyobbak, átlátszóak az emberi szem számára. A keskeny tiltott sávszélességű anyagok tiltott sávszélessége kisebb, mint a látható spektrum infravörös határértéke, és ha kisebb, mint 1,7 eV, akkor feketének tűnik. A középső tartományban lévő sávszélességű anyagok jellegzetes színeket mutathatnak. A doppingolás sávok közötti átmeneteket okozhat a széles energiarésű anyagokban. A doppingelemek egy energiaszintet hoznak létre az energiarések között, két kisebb energiaintervallumra osztva azokat. Az alacsonyabb energiát elnyelő elektronok is átmeneteken mehetnek keresztül, aminek következtében az eredeti átlátszó anyag színt mutat.
1. Interferencia szín
Az átlátszó vagy enyhén elnyelő vékonyréteg-anyagok interferencia színeket mutatnak a fény többszörös visszaverődése miatt. Az interferencia az amplitúdóváltozás, amely a hullámok szuperpozíciója után következik be. Az életben, ha olajfilm van a víztócsa felületén, megfigyelhető, hogy az olajfilm irizálódik, ami a tipikus filminterferencia által létrehozott szín. Egy vékony réteg átlátszó oxidfilm fém hordozóra történő felvitele számos új színt eredményezhet az interferencia révén. Ha egyetlen hullámhosszú fény esik a légkörből az átlátszó réteg felületére, annak egy része visszaverődik a vékonyréteg felületén, és közvetlenül visszatér a légkörbe; a másik rész megtörik az átlátszó filmen keresztül, és a film hordozó határfelületén visszaverődik. Ezután az átlátszó film továbbhalad, és a film és a légkör határfelületén megtörik, mielőtt visszatérne a légkörbe. A kettő optikai útkülönbséget és szuperponált interferenciát eredményez.
Közzététel ideje: 2023. június 30.