Pati plēve selektīvi atstaro vai absorbē krītošo gaismu, un tās krāsa ir plēves optisko īpašību rezultāts. Plāno plēvju krāsu rada atstarotā gaisma, tāpēc jāņem vērā divi aspekti, proti, iekšējā krāsa, ko rada necaurspīdīgu plāno plēvju materiālu absorbcijas īpašības redzamās gaismas spektrā, un interferences krāsa, ko rada caurspīdīgu vai nedaudz absorbējošu plāno plēvju materiālu vairākkārtēja atstarošanās.
1. Iekšējā krāsa
Necaurspīdīgu plāno kārtiņu materiālu absorbcijas īpašības redzamās gaismas spektrā izraisa raksturīgo krāsu parādīšanos, un vissvarīgākais process ir elektronu absorbētās fotonu enerģijas pāreja. Vadošiem materiāliem elektroni absorbē fotonu enerģiju daļēji aizpildītajā valences joslā, pārejot uz neaizpildītu augstas enerģijas stāvokli virs Fermi līmeņa, ko sauc par joslas iekšējo pāreju. Pusvadītājiem vai izolācijas materiāliem starp valences joslu un vadītspējas joslu ir enerģijas sprauga. Tikai elektroni, kuru absorbētā enerģija ir lielāka par enerģijas spraugas platumu, var šķērsot spraugu un pāriet no valences joslas uz vadītspējas joslu, ko sauc par starpjoslu pāreju. Neatkarīgi no pārejas veida, tā radīs neatbilstību starp atstaroto un absorbēto gaismu, kā rezultātā materiāls parādīs savu raksturīgo krāsu. Materiāli ar joslas spraugas platumu, kas ir lielāks par redzamās ultravioletās gaismas robežu, piemēram, tie, kas lielāki par 3,5 eV, ir caurspīdīgi cilvēka acij. Šauras joslas spraugas materiālu joslas spraugas platums ir mazāks par redzamās gaismas spektra infrasarkano staru robežu, un, ja tas ir mazāks par 1,7 eV, tas izskatās melns. Materiāli ar joslas platumu vidējā zonā var uzrādīt raksturīgas krāsas. Dopings var izraisīt starpjoslu pārejas materiālos ar platām enerģijas spraugām. Dopinga elementi rada enerģijas līmeni starp enerģijas spraugām, sadalot tās divos mazākos enerģijas intervālos. Elektroni, kas absorbē zemāku enerģiju, arī var piedzīvot pārejas, kā rezultātā sākotnējais caurspīdīgais materiāls iegūst krāsu.
1. Interferences krāsa
Caurspīdīgiem vai nedaudz absorbējošiem plāniem plēves materiāliem ir interferences krāsas to daudzkārtējās gaismas atstarošanas dēļ. Interference ir amplitūdas izmaiņas, kas rodas pēc viļņu superpozīcijas. Dzīvē, ja uz ūdens peļķes virsmas ir eļļas plēve, var novērot, ka eļļas plēvei ir Iridescence, kas ir krāsa, ko rada tipiska plēves interference. Uzklājot plānu caurspīdīgas oksīda plēves slāni uz metāla substrāta, interferences rezultātā var iegūt daudzas jaunas krāsas. Ja viena viļņa garums krīt no atmosfēras uz caurspīdīgā slāņa virsmas, daļa no tās tiek atstarota no plānās plēves virsmas un tieši atgriežas atmosfērā; otra daļa laužas caur caurspīdīgo plēvi un atstarojas plēves substrāta saskarnē. Pēc tam caurspīdīgā plēve turpina plūst cauri un laužas saskarnē starp plēvi un atmosfēru, pirms atgriežas atmosfērā. Abi faktori radīs optiskā ceļa atšķirību un uzklāto interferenci.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 30. jūnijs