Самиот филм селективно ја рефлектира или апсорбира инцидентната светлина, а неговата боја е резултат на оптичките својства на филмот. Бојата на тенките филмови се генерира од рефлектираната светлина, па затоа треба да се земат предвид два аспекта, имено внатрешната боја генерирана од карактеристиките на апсорпција на непроѕирните тенки филмски материјали за спектарот на видлива светлина и интерферентната боја генерирана од повеќекратни рефлексии на транспарентни или малку апсорбирачки тенки филмски материјали.
1. Внатрешна боја
Апсорпциските карактеристики на непроѕирните тенки филмски материјали во спектарот на видлива светлина доведуваат до појава на интринзични бои, а најважниот процес е преминот на фотонската енергија апсорбирана од електроните. Кај спроводливите материјали, електроните апсорбираат фотонска енергија во делумно исполнетата валентна лента за да преминат во неисполнета состојба со висока енергија над нивото на Ферми, што се нарекува транзиција во рамките на лентата. Кај полупроводниците или изолациските материјали, постои енергетски јаз помеѓу валентната лента и спроводната лента. Само електрони со апсорбирана енергија поголема од ширината на енергетскиот јаз можат да го преминат јазот и да преминат од валентната лента во спроводната лента, позната како меѓулентна транзиција. Без разлика каков вид транзиција е, таа ќе предизвика недоследност помеѓу одбиената светлина и апсорбираната светлина, што предизвикува материјалот да ја покаже својата интринзична боја. Материјалите со ширина на енергетски јаз поголема од видливата ултравиолетова граница, како што се оние поголеми од 3,5 eV, се транспарентни за човечкото око. Ширината на енергетскиот јаз кај материјалите со тесен енергетски јаз е помала од инфрацрвената граница на видливиот спектар, а ако е помала од 1,7 eV, изгледа црно. Материјалите со пропусен опсег во средната област можат да покажат карактеристични бои. Допирањето може да предизвика меѓулентни транзиции кај материјали со големи енергетски јазови. Елементите за допирање создаваат енергетско ниво помеѓу енергетските јазови, делејќи ги на два помали енергетски интервали. Електроните што апсорбираат помала енергија исто така можат да претрпат транзиции, што резултира со тоа што оригиналниот транспарентен материјал ја прикажува бојата.
1. Боја на интерференција
Транспарентните или малку апсорбирачките тенки филмски материјали покажуваат интерферентни бои поради нивните повеќекратни рефлексии на светлината. Интерференцијата е промена на амплитудата што се јавува по суперпозицијата на брановите. Во животот, ако има маслен филм на површината на водната локва, може да се забележи дека маслениот филм претставува иридесценција, што е бојата произведена со типична интерференција на филм. Нанесувањето тенок слој од транспарентен оксиден филм на метална подлога може да добие многу нови бои преку интерференција. Ако една бранова должина на светлината падне од атмосферата врз површината на транспарентниот слој, дел од неа се рефлектира на површината на тенкиот филм и директно се враќа во атмосферата; другиот дел се прекршува низ транспарентниот филм и се рефлектира на интерфејсот на филмската подлога. Потоа продолжете да го пренесувате транспарентниот филм и да се прекршувате на интерфејсот помеѓу филмот и атмосферата пред да се вратите во атмосферата. Двете ќе резултираат со разлика во оптичкиот пат и суперпонирана интерференција.
Време на објавување: 30 јуни 2023 година