फिल्म स्वतःच आपाती प्रकाशाला निवडकपणे परावर्तित किंवा शोषून घेते आणि तिचा रंग हा फिल्मच्या प्रकाशीय गुणधर्मांचा परिणाम असतो. पातळ फिल्म्सचा रंग परावर्तित प्रकाशामुळे निर्माण होतो, म्हणून दोन बाबी विचारात घेणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, दृश्य प्रकाश वर्णपटासाठी अपारदर्शक पातळ फिल्म पदार्थांच्या शोषण वैशिष्ट्यांमुळे निर्माण होणारा आंतरिक रंग, आणि पारदर्शक किंवा किंचित शोषक पातळ फिल्म पदार्थांच्या अनेक परावर्तनांमुळे निर्माण होणारा व्यतिकरण रंग.
१. नैसर्गिक रंग
अपारदर्शक पातळ फिल्म पदार्थांच्या दृश्य प्रकाश वर्णपटाप्रती असलेल्या शोषण वैशिष्ट्यांमुळे नैसर्गिक रंगांचा उदय होतो, आणि यातील सर्वात महत्त्वाची प्रक्रिया म्हणजे इलेक्ट्रॉनद्वारे शोषलेल्या फोटॉन ऊर्जेचे संक्रमण होय. वाहक पदार्थांमध्ये, इलेक्ट्रॉन अंशतः भरलेल्या व्हॅलेन्स बँडमध्ये फोटॉन ऊर्जा शोषून फर्मी पातळीच्या वरील न भरलेल्या उच्च ऊर्जा स्थितीत जातात, ज्याला 'इन-बँड ट्रान्झिशन' म्हणतात. सेमीकंडक्टर किंवा इन्सुलेटिंग पदार्थांमध्ये, व्हॅलेन्स बँड आणि कंडक्शन बँड यांच्यामध्ये एक ऊर्जा अंतर (एनर्जी गॅप) असते. केवळ तेच इलेक्ट्रॉन ज्यांनी ऊर्जा अंतराच्या रुंदीपेक्षा जास्त ऊर्जा शोषली आहे, ते हे अंतर ओलांडून व्हॅलेन्स बँडमधून कंडक्शन बँडमध्ये संक्रमण करू शकतात, ज्याला 'इंटरबँड ट्रान्झिशन' म्हणतात. संक्रमण कोणत्याही प्रकारचे असले तरी, त्यामुळे परावर्तित प्रकाश आणि शोषलेला प्रकाश यांच्यात विसंगती निर्माण होते, ज्यामुळे पदार्थ आपला नैसर्गिक रंग दर्शवतो. ज्या पदार्थांच्या बँडगॅपची रुंदी दृश्य अतिनील मर्यादेपेक्षा जास्त असते, जसे की ३.५eV पेक्षा जास्त, ते मानवी डोळ्यांना पारदर्शक दिसतात. अरुंद बँडगॅप असलेल्या पदार्थांची बँडगॅप रुंदी दृश्यमान वर्णपटाच्या इन्फ्रारेड मर्यादेपेक्षा कमी असते आणि जर ती १.७eV पेक्षा कमी असेल, तर ते काळे दिसतात. मध्यम बँडगॅप असलेले पदार्थ वैशिष्ट्यपूर्ण रंग प्रदर्शित करू शकतात. डोपिंगमुळे रुंद ऊर्जा अंतर असलेल्या पदार्थांमध्ये इंटरबँड संक्रमण होऊ शकते. डोपिंग घटक ऊर्जा अंतरांच्या मध्ये एक ऊर्जा पातळी तयार करतात, ज्यामुळे ते दोन लहान ऊर्जा अंतरांमध्ये विभागले जातात. कमी ऊर्जा शोषून घेणारे इलेक्ट्रॉन देखील संक्रमण करू शकतात, ज्यामुळे मूळ पारदर्शक पदार्थ रंग धारण करतो.
१. व्यतिकरण रंग
पारदर्शक किंवा किंचित शोषक पातळ फिल्म पदार्थ प्रकाशाच्या अनेक परावर्तनांमुळे व्यतिकरण रंग प्रदर्शित करतात. व्यतिकरण म्हणजे तरंगांच्या अध्यारोपणानंतर होणारा आयामातील बदल. दैनंदिन जीवनात, जर पाण्याच्या डबक्याच्या पृष्ठभागावर तेलाचा थर असेल, तर असे दिसून येते की तेलाच्या थरात इंद्रधनुषी रंगछटा दिसतात, जो विशिष्ट फिल्म व्यतिकरणामुळे निर्माण होणारा रंग आहे. धातूच्या आधारस्तरावर पारदर्शक ऑक्साईड फिल्मचा पातळ थर जमा केल्यास व्यतिकरणाद्वारे अनेक नवीन रंग मिळवता येतात. जर प्रकाशाची एक तरंगलांबी वातावरणातून पारदर्शक थराच्या पृष्ठभागावर पडली, तर तिचा काही भाग पातळ फिल्मच्या पृष्ठभागावर परावर्तित होऊन थेट वातावरणात परत जातो; दुसरा भाग पारदर्शक फिल्ममधून अपवर्तित होऊन फिल्म-आधारस्तर आंतरपृष्ठावर परावर्तित होतो. त्यानंतर तो पारदर्शक फिल्ममधून पारगमित होऊन फिल्म आणि वातावरण यांच्यातील आंतरपृष्ठावर अपवर्तित होऊन वातावरणात परत जातो. या दोन्हींमुळे प्रकाशीय मार्गातील फरक आणि अध्यारोपित व्यतिकरण निर्माण होते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ३० जून २०२३