Filmin kendisi gelen ışığı seçici olarak yansıtır veya emer ve rengi filmin optik özelliklerinin sonucudur. İnce filmlerin rengi yansıyan ışık tarafından oluşturulur, bu nedenle iki husus dikkate alınmalıdır: şeffaf olmayan ince film malzemelerinin görünür ışık spektrumu için emme özelliklerinden kaynaklanan içsel renk ve şeffaf veya az emici ince film malzemelerinin çoklu yansımalarından kaynaklanan girişim rengi.
1. İçsel renk
Opak ince film malzemelerinin görünür ışık spektrumuna karşı soğurma özellikleri, içsel renklerin ortaya çıkmasına yol açar ve en önemli süreç, elektronlar tarafından soğurulan foton enerjisinin geçişidir. İletken malzemeler için, elektronlar kısmen dolu değerlik bandında foton enerjisini soğurarak Fermi seviyesinin üzerindeki boş yüksek enerji durumuna geçerler; bu, bant içi geçiş olarak adlandırılır. Yarı iletkenler veya yalıtkan malzemeler için, değerlik bandı ile iletim bandı arasında bir enerji aralığı vardır. Sadece enerji aralığının genişliğinden daha büyük enerji soğuran elektronlar bu aralığı geçebilir ve değerlik bandından iletim bandına geçebilir; bu da bantlar arası geçiş olarak bilinir. Geçişin türü ne olursa olsun, yansıyan ışık ile soğurulan ışık arasında tutarsızlığa neden olur ve bu da malzemenin içsel rengini sergilemesine yol açar. Bant aralığı genişliği görünür ultraviyole sınırından daha büyük olan malzemeler, örneğin 3,5 eV'den büyük olanlar, insan gözü için saydamdır. Dar bant aralıklı malzemelerin bant aralığı genişliği, görünür spektrumun kızılötesi sınırından daha küçüktür ve 1,7 eV'den az ise siyah görünür. Orta bant aralığına sahip malzemeler karakteristik renkler sergileyebilir. Katkılama, geniş enerji aralıklarına sahip malzemelerde bantlar arası geçişlere neden olabilir. Katkılama elementleri, enerji aralıkları arasında bir enerji seviyesi oluşturarak onları iki daha küçük enerji aralığına böler. Daha düşük enerjiyi emen elektronlar da geçişlere uğrayabilir ve bu da orijinal şeffaf malzemenin renk göstermesine neden olabilir.
1. Girişim rengi
Şeffaf veya az emici ince film malzemeleri, ışığın çoklu yansımaları nedeniyle girişim renkleri sergiler. Girişim, dalgaların üst üste binmesinden sonra meydana gelen genlik değişimidir. Hayatta, su birikintisinin yüzeyinde bir yağ tabakası varsa, yağ tabakasının tipik film girişimiyle üretilen renk olan yanardönerlik gösterdiği gözlemlenebilir. Metal bir alt tabaka üzerine ince bir şeffaf oksit film tabakası biriktirmek, girişim yoluyla birçok yeni renk elde etmeyi sağlayabilir. Atmosferden şeffaf tabakanın yüzeyine tek bir dalga boyundaki ışık düşerse, bir kısmı ince filmin yüzeyinden yansır ve doğrudan atmosfere geri döner; diğer kısmı şeffaf filmden kırılır ve film-alt tabaka arayüzünde yansır. Daha sonra şeffaf filmden geçmeye devam eder ve atmosfere geri dönmeden önce film ile atmosfer arasındaki arayüzde kırılır. Bu iki durum, optik yol farkına ve üst üste binen girişime neden olur.
Yayın tarihi: 30 Haz-2023