Исследование электрофизических и оптических характеристик оптически прозрачных токопроводящих покрытий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

На правах рукописи

ШАДРИНА Лариса Павловна

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ

Специальность 01.04.13 - Электрофизика и электрофизические установки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной электродинамики ОИВТ РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Е.А. Бондарь.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Г.И. Горчаков, кандидат технических наук Е.М. Афанасьева.

Ведущая организация:

ОАО «ОКБ Сухого».

Защита состоится «/^3» /гжтРл//? J 2005 г. в ч. на заседании

Диссертационного совета Д 002.110.01 при Объединенном институте высоких температур РАН по адресу: 125412, Москва, Ижорская ул., 13/19, ОИВТ РАН. Факс: 485-99-22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИВТ РАН.

Автореферат разослан «/&•>•> 2005 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 002.110.01 к. ф.-м. н.

/

А.Т. Кунавин

© Объединенный институт высоких температур РАН, 2005 © Институт теоретической и прикладной электродинамики ОИВТ РАН, 2005

мт

??л $

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Предмет исследования

Данная диссертационная работа посвящена исследованию различных типов оптически прозрачных токопроводящих покрытий, предназначенных для применения в качестве энергосберегающих либо радиозащитных устройств. Непосредственными объектами исследований выбраны однослойные полупроводниковые ГГО-покрытия (оксид индия, легированный оловом) и многослойные покрытия с чередующимися слоями металла (в том числе с островковыми пленками) и диэлектриков (оксидов металлов либо полимеров). Материалом подложки для покрытий (в зависимости от их функционального применения) служит силикатное либо органическое стекло.

Актуальность темы

В последнее время во всем мире большое внимание уделяется разработке энергосберегающих и радиозащитных покрытий в сфере строительной и транспортной (включая летательные аппараты) индустрии [1-5]. Такими покрытиями являются оптически прозрачные токопроводящие покрытия. Однако многие технологические, материаловедческие и методологические проблемы, связанные с разработкой и изготовлением таких покрытий, до сих пор не решены. В частности, недостаточно изучено влияние процессов термообработки на электрофизические и оптические свойства, а также на микроструктуру однослойных ГГО-покрытий, которые представляют наибольший интерес как наиболее дешевые и простые в изготовлении [6-10]. Вместе с тем, в литературе до сих пор не получили достаточного освещения проблемы влияния микроструктуры металлодиэлектрических покрытий на их электрофизические и оптические свойства, что позволило бы в перспективе модифицировать свойства таких покрытий на основе одних и тех же выбранных материалов. Актуальность исследований энергосберегающих покрытий связана, в первую очередь, с необходимостью проведения реформы в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). Кроме того, результаты исследований энергосберегающих покрытий важны с точки зрения возможности двойного функционального применения таких покрытий. Имея высокую статическую электропроводимость, такие покрытия не только снижают теплопотери, но обладают и радиозащитными свойствами. Это позволяет обобщить данные исследований энергосберегающих покрытий при разработке радиозащитных покрытий для летательных аппаратов, что и сделано в диссертации.

Цель работы

1. Анализ основных характеристик состояния проблемы исследования и создания энергетически эффективных покрытий для оконных стекол и радиозащитных покрытий.

2. Разработка методов определения электрофизических и оптических параметров однослойных и многослойных энергетически эффективных пбкрытий.

3. Разработка и исследование электрофизических, оптических и микроструктурных параметров ГГО-покрытий, полученных методом магнетронного распыления на постоянном токе.

4. Экспериментальные и модельные исследования электрофизических, оптических и микроструктурных параметров трехслойных энергетически эффективных покрытий.

5. Экспериментальные исследования радиозащитных и оптических характеристик оптически прозрачных токопроводящих покрытий для остекления кабины самолета.

Задачи работы

1. Рассмотреть основные тенденции развития разработки и исследования тонкопленочных покрытий, представляющих собой энергетически эффективные покрытия для оконных стекол.

2. Разработать метод определения оптических параметров металлического слоя в составе слоистой системы по спектрофотометрическим измерениям и по соотношениям матричной оптики.

3. Разработать метод определения удельной статической электропроводимости однослойного покрытия на основе тонкой пленки сильнолегированного полупроводникового материала по спектрофотометрическим и терморадиометрическим измерениям.

4. Получить экспериментальную информацию о дисперсионных зависимостях действительной и мнимой частей эффективной комплексной диэлектрической проницаемости промежуточных металлосодержащих слоев энергетически эффективных покрытий. Провести на основе этих данных исследование влияния микроструктуры покрытия на величины их удельной статической проводимости, времени релаксации и плазменной длины волны.

5. На примере ГГО-покрытий получить экспериментальную информацию об электрофизических и оптических параметрах однослойного

токопроводящего покрытия и провести исследования влияния процесса термообработки на его энергосберегающие характеристики.

6. Исследовать электрофизические и оптические характеристики модельных радиозащитных покрытий. Получить экспериментальную информацию о влиянии морфологической структуры и оптических характеристик силикатного и органического стекол на деструкционные процессы стекла и материалов покрытия.

Научная новизна работы

1. Предложен и разработан аналитико-графический метод, обеспечивающий возможность оперативного получения достоверной экспериментальной информации об электрофизических и оптических параметрах однослойных энергетически эффективных покрытий в условиях промышленного производства.

2. Предложен и разработан универсальный вычислительный матричный метод определения эффективных оптических постоянных пик металлического слоя в составе слоистых металлодиэлектрических систем, позволяющий проводить исследование влияния характеристик (в том числе микроструктурных) обрамляющих диэлектрических слоев на оптические свойства металлического слоя в покрытии.

3. Установлено, что токопроводящие слои в составе многослойных металлодиэлектрических покрытий формируются не в виде сплошных монометаллических пленок, а в виде наноструктурных керметных (металл с включениями диэлектрика) пленок. Электрофизические и оптические свойства этих керметных слоев и многослойных покрытий в целом определяются не только химическим составом, но и микроструктурой слоев (являющейся функцией технологических режимов).

4. Впервые исследован аномальный характер (объясняемый фазовой перестройкой микроструктуры и градиентным изменением комплексного показателя преломления по толщине) поведения оптических, электрофизических и микроструктурных параметров ГГО-покрытий в диапазоне температур подложек при напылении ¿¡=130-170 °С, исправляемый в процессе постотжига при ?а=300 °С (в вакууме в течение часа) для всех значений л,.

5. Разработано и изготовлено низкоэмиссионное (е,=0.07), прозрачное (7^=0.82), токопроводящее, «жесткое», с улучшенной морфологической микроструктурой 1ТО-покрытие. При изготовлении покрытия использовался

метод вакуумного реактивного магнетронного напыления на постоянном токе с применением разработанных оптимальных режимов термообработки.

6. Установлено сильное влияние микроструктурных и оптических характеристик материала остекления кабины самолета на электрофизические и оптические свойства радиозащитных покрытий.

Практическая ценность работы

1. Развитые в диссертации методы определения электрофизических и оптических параметров однослойных и многослойных покрытий могут способствовать развитию новых направлений исследований, таких, например, как физическая оптика и прикладная электродинамика наноматериапов и покрытий.

2. Полученные качественно новые экспериментальные результаты исследований оптических, электрофизических и микроструктурных свойств одно- и трехслойных энергетически эффективных оконных покрытий могут быть использованы широким кругом специалистов, занимающихся изучением физических свойств металлов, полупроводников, а также разработкой энергетических нанотехнологий.

3. На основании полученной в диссертации экспериментальной информации о влиянии процессов термообработки на оптические и электрофизические параметры однослойных 1ТО-покрытий, изготовленных методом реактивного магнетронного распыления на постоянном токе, в ИТПЭ ОИВТ РАН была разработана промышленная технология изготовления энергетически эффективных покрытий для центральных климатических регионов России, апробация которой была успешно поведена на предприятии ОАО «Электромеханика» (г. Ржев).

Основные результаты диссертации, выносимые на защиту

1. Результаты проведенных экспериментальных оптических, микроскопических и электрофизических исследований трехслойных металлодиэлектрических покрытий 8Ю2/Си/8Ю2 и А^Оз/Си/А^Оз, полученных послойным электронно-лучевым напылением. Обнаружение сильного влияния поверхностной микроструктуры обрамляющих диэлектрических слоев на макроскопические свойства (статическую электропроводимость ст0, эффективную диэлектрическую проницаемость е и т.д.) металлосодержащего слоя в составе покрытий.

2. Результаты исследования влияния процессов термообработки на электрофизические, оптические и микроструктурные свойства однослойных энергетически эффективных покрытий на основе пленок сильнолегированного широкозонного полупроводника 1ТО. Результаты оптимизации параметров 1ТО-покрытий, изготовленных при всех температурах подложки в интервале /3=20-ь300 °С, до уровня, обеспечивающего их энергосберегающие свойства.

3. Аналитико-графический метод определения статической проводимости однослойного покрытия и метод определения оптических постоянных металлической пленки в составе многослойного металлодиэлектрического покрытия по результатам спектрофотометрических и терморадиометрических измерений, совокупно позволяющие получать достоверную экспериментальную информацию об электрофизических и оптических параметрах покрытий.

4. Результаты исследования радиофизических и оптических характеристик покрытий остекления кабины самолета. Результаты исследования влияния морфологической структуры силикатного и органического стекол, а также их оптических характеристик на деструктивные процессы поверхности стекла и покрытия.

Апробация работы

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещания "Нанофотоника" (г. Нижний Новгород, март 2000 г.) и на Международной конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (г. Ярославль, декабрь 2002 г.).

Макеты энергосберегающих стеклопакетов с разработанными покрытиями демонстрировались на Международной выставке «Оптика - 98» и Юбилейной выставке «275 лет Российской академии наук» (1999 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации 146 страниц машинописного текста, в том числе 35 рисунков. Список литературы содержит 123 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цели работы, указаны основные положения, выносимые на защиту, а также научная новизна и практическая ценность проведенных исследований. Кратко описана структура диссертации.

Первая глава диссертации посвящена обзору литературных источников, позволяющему обобщить накопленный опыт исследований электрофизических и оптических параметров оптически прозрачных токопроводящих покрытий. Рассмотрены основные тенденции создания современных покрытий, проведен анализ существующих методов их исследования. На основании анализа литературных данных обусловлена постановка конкретных задач, решаемых в последующих главах.

Вторая глава посвящена описанию развитых методов исследования электрофизических и оптических характеристик энергетически эффективных токопроводящих покрытий.

В разделе 2.1 предлагается описание универсального вычислительного метода решения частной спектрофотометрической обратной задачи матричной оптики тонкопленочных слоистых систем, заключающейся в нахождении по спектрам пропускания и отражения всей многослойной тонкоплёночной системы (в частности, типа диэлектрик/металл/диэлектрик) оптических постоянных {п,к и с/) отдельного поглощающего слоя в ней. При этом, помимо экспериментальных значений коэффициентов пропускания и отражения слоистой системы, необходимо также знать оптические постоянные и толщину всех остальных слоёв. Метод основан на решении матричного уравнения для слоистой системы итерационным методом непрерывного дифференциального спуска [10], успешно использованного ранее для определения оптических постоянных поглощающей пленки между полубесконечными средами [11]. Предлагаемый метод может быть применен при решении разнообразных задач конструирования слоистых тонкоплёночных систем, таких как многослойные энергетически эффективные покрытия для окон зданий, электрохромные ячейки, селективные интерференционные покрытия для солнечных коллекторов и дисплеев, радиозащитных покрытий остекления кабины самолета.

В разделе 2.2 проведено обобщение известного [12, 13] графического метода нахождения электрофизических характеристик сильнолегированных широкополосных полупроводников на случай тонких пленок таких полупроводников на прозрачных подложках. На основе этого развит простой аналитико-графический метод определения значений удельно^ статической проводимости а0, а также плазменной длины волны Хр, времени релаксации т

электронов проводимости, диэлектрической проницаемости кристаллический решетки е^ полупроводниковых покрытий по измерениям их высокочастотных (в «окне прозрачности» покрытия) коэффициентов Ят отражения (рис. 1, а) и интегральной излучательной способности г,.

При этом сущность метода состоит в построении зависимости действительной части диэлектрической проницаемости £) от X2

(1)

по экспериментальным значениям Ят и (показатель преломления подложки). Эта зависимость хорошо аппроксимируется прямой линией, которая, как видно из рис.1, б, пересекает ось ординат (£1) в точке Еь а ось абсцисс (А,2) в точке X2. Это и дает искомые значения е 1 и (£>р, по которым и по измеренной Е, из выражений

2

2ке,

(2)

определяются величины времени релаксации т электронов проводимости и удельной статической проводимости а0.

Т, I*

X2, мкм2

Рис. 1. Определение и Хр тонкой пленки широкозонного сильнолегированного полупроводника:

а - спектры пропускания Т и отражения Л пленки; б - зависимость е(Х.2)

В разделе проведен также численный эксперимент, позволивший обосновать достоверность разработанного метода на примере модельного покрытия с типичными (для однослойного токопроводящего энергетически эффективного покрытия) величинами электрофизических и оптических параметров. Установлено, что относительные погрешности определения

величин о0, А.р, т, и Е1. разработанным методом составили, %: 12, 10, 12 и 0.5 соответственно.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию оптических и электрофизических свойств промежуточных токопроводящих слоев трехслойных покрытий (БЮг/Си/БЮг и А12Оз/Си/А12Оз). Впервые по спектроскопическим параметрам изготовленных покрытий 8Ю2/Си/8Ю2 и А1203/Си/А120з (рис. 2, а) был произведен расчет «экспериментальных» дисперсионных зависимостей оптических постоянных (показателей преломления п и поглощения к) промежуточных токопроводящих слоев этих покрытий (рис. 2, 6).

Рис. 2. Оптические характеристики промежуточных слоев трехслойных покрытий ЗЮг/Си^Ог и АЬОз/Си/АЬОз:

а - спектры пропускания Т и 'отражения Я; б - оптические постоянные п и к

По полученным «экспериментальным» дисперсионным зависимостям п и к промежуточных слоев этих покрытий рассчитаны электрофизические и оптические параметры промежуточного слоя изготовленных покрытий (табл. 1): удельная статическая проводимость о0; время релаксации т; плазменная длина волны Л.р; диэлектрическая проницаемость кристаллической решетки Еь- Установлено сильное влияние микроструктуры исследованных покрытий 8Ю2/Си/8Ю2 и А120з/Си/А120з на их электрофизические и оптические свойства. Сделан вывод, что промежуточные медьсодержащие слои изготовленных покрытий представляет собой двухфазный нанокомпозит (соответственно, кермет типа Си-8Ю2 и Си-А12Оз) со специфической микроструктурой и, предположительно, неоднородным распределением медных частиц по толщине диэлектрической матрицы (БЮ2 и А1203). Показано, что по своим электрофизическим параметрам эти слои близки к сильнолегированным полупроводникам типа германий (Сге) и 1ТО.

Таблица 1

Электрофизические и оптические параметры токопроводящих покрытий

Покрытия т-10"'4, с Хр, мкм еь ст=Со/(8.9109), (Омм)'1

Промежуточный медьсодержащий слой в покрытии

ЭЮг/Си/ЗЮз 0.08 0.62 2.5 1.7-105

А120з/Си/А120з 0.18 0.56 2.6 4.7-105

Токопроводящие материалы

Слой меди [14] 0.84 0.34 6 139-Ю5

Ое [15] - - 16 0.06-105

1ТО [12] 0.62 1.5 4.5 4.0-105

Четвертая глава диссертации посвящена исследованию влияния процессов термообработки однослойных токопроводящих энергетически эффективных покрытий на основе пленки 1ТО на их оптические, электрофизические и микроструктурные параметры. Отмечено стабилизирующее влияние процесса термообработки на спектры пропускания Т и отражения Л ГГО-покрытий. На рис. 3 и 4 приведены спектры пропускания и отражения изготовленных при разных температурах подложки и (от 20 до 300 °С) ГГО-покрытий до отжига и после отжига при температуре /„=300 °С.

Рис. 3. Спектры пропускания Г и отражения Я ГГО-покрытий до отжига

Рис. 4. Спектры пропускания и отражения ГГО-покрытий после отжига

Установлена возможность оптимизации свойств ГГО-покрытий посредством проведения двухэтапного технологического процесса: низкотемпературного процесса изготовления 1ТО-покрытий и высокотемпературного процесса постотжига. Этот двухэтапный процесс позволит достигнуть предъявляемых к энергосберегающим ГГО-покрытиям значений основных параметров (сто~5.0105 (Омм)"', Ар~1.40 мкм) и повысить воспроизводимость этих параметров в условиях промышленного производства покрытий. На рис. 5 показано модифицирующее действие термообработки 1Т0-покрытий на их удельную статическую проводимость ст„.

Сто-Ю5, (Омм)"1

Рис. 5. Удельная статическая проводимость ГГО-покрытий, полученных при различных температурах подложки I,: 1 - до отжига; 2 - после отжига

Пятая глава диссертации посвящена исследованию радиозащитных и оптических характеристик оптически прозрачных токопроводящих покрытий для остекления кабины самолетов. Установлено, что радиозащитные покрытия для остекления кабин самолета должны иметь высокий коэффициент пропускания в видимом или солнечном диапазоне спектра (в зависимости от климатических режимов эксплуатации) и высокий коэффициент отражения в радиоволновом диапазоне. При этом для обеспечения теплозащитных свойств система остекления кабины самолета должна иметь высокое значение коэффициента отражения в ИК диапазоне. Показано, что при создании оптически прозрачных токопроводящих покрытий, используемых для снижения радиозаметности кабины самолета, следует учитывать материал подложки. Для деталей остекления из силикатного стекла конструкция покрытий и технологические процессы их изготовления подобны используемым в сфере энергосберегающей строительной индустрии. Радиозащитные покрытия для остекления из органического стекла на основе тонких металлических пленок должны иметь защитные или разделительные полимерные слои, создаваемые плазмохимическими методами, чтобы избежать деструкции покрытий и подложки. Приведены параметры модельных радиозащитных покрытий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Дан аналитический обзор литературных источников, посвященный созданию и исследованию энергетически эффективных покрытий для оконных стекол.

2. Предложен и разработан аналитико-графический метод определения удельной статической электропроводимости с0 и оптических параметров однослойных энергетически эффективных покрытий по оптическим измерениям в высокочастотной области спектра.

3. Впервые предложен и разработан вычислительный матричный метод определения эффективных оптических постоянных пик промежуточного токопроводящего, поглощающего слоя в составе слоистых металлодиэлектрических систем. Показано, что использование этого метода позволяет проводить исследование влияния характеристик (в том числе микроструктурных) обрамляющих диэлектрических слоев на оптические свойства металлосодержащего слоя в покрытии.

4. На основании полученной экспериментальной информации продемонстрировано существенное влияние на формирование промежуточных керметных слоев в составе металлодиэлектрических покрытий морфологической наноструктуры (ранее не принимавшейся во

внимание) подстилающих диэлектрических слоев. Сделан вывод, что сформированная в процессе напыления наноструктура промежуточного металлосодержащего слоя изменяет спектральную селективность покрытий, функционирующих по принципу матированного зеркала.

5. Получены ГГО-покрытия, изготовленные методом магнетронного распыления на постоянном токе. Впервые исследован аномальный характер поведения оптических, электрофизических и микроструктурных параметров ГГО-покрытий в диапазоне температур подложек при напылении ^=130-170 °С. Эти аномалии объяснены градиентным изменением комплексного показателя преломления покрытия по его толщине и фазовой перестройкой его микроструктуры. Показано, что подобные аномалии устраняются в процессе постотжига (при температуре Га=300 °С в вакууме в течение часа) образцов 1ТО-покрытий, изготовленных для всех значений температуры подложки ts.

6. В результате проведения экспериментальных и модельных исследований методом вакуумного реактивного магнетронного напыления на постоянном токе с применением оптимально подобранных режимов термообработки разработано и получено «жесткое» ГГО-покрытие с существенно улучшенными по сравнению с коммерческими аналогами функциональными параметрами. Разработанный процесс термообработки формирует плотноупакованную наноструктору поверхности, чем обеспечено достижение крайне низкого значения интегральной излучательной способности (е,=0.07) и поверхностного слоевого сопротивления (/?а=2.5 Ом/О) при сохранении типичной для 1ТО-покрытия величины визуального коэффициента пропускания (Гто=0.82).

7. На основании экспериментальной информации, полученной при исследовании энергетически эффективных покрытий для энергосберегающей строительной индустрии, разработана серия радиозащитных покрытий для остекления кабин самолетов. Выполнены исследования влияния морфологической структуры и оптических характеристик материала остекления на деструктивные процессы в покрытиях.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1- Афанасьев К.Н., Бондарь Е.А., Вирник AM., Гормин СЛ., Дьячков AJI., Ильин А С, Лагарьков А Н, Шадрина Л П Энергетически эффективные тепловые фильтры для оконных стекол. Препринт ОИВТ РАН № 8-429. -М., 1999. 69 с.

2. Афанасьев К.Н.,.Бондарь ЕА, Шадрина Л.П. Исследование оптических свойств систем остекления с трехслойными тепловыми фильтрами на полимерных подложках. Препринт ОИВТ РАН №8-432. -М., 1999. 28 с.

3. Бондарь Е.А, Шадрина Л.П. Разработка метода компьютерного конструирования многослойных энергетически эффективных покрытий для оконных стекол. Препринт ОИВТ РАН № 8-445. -М., 2000. 21 с.

4. Аранзон БА, Бондарь Е.А, Драченко A.M., Леотин Ж., Сарычев А.К., Смирнов Д.В., Шадрина ЛП Опрические свойства квази 2D и 3D систем на основе металл-диэлектрических нанокомпозитов в ИК области спектра. Материалы Всесоюзного совещания "Нанофотоника", Нижний Новгород, март 2000.

5 Бондарь Е.А.., Гормин С А, Петроченко ИВ, Шадрина Л.П. Метод определения удельной статической проводимости полупроводниковых прозрачных тепловых зеркал//Опт. и спектр. 2000. Т. 89. № 6. С. 969-973.

6. Бондарь Е.А., Гормин С.А., Дьячков А.Л., Ильин А.С., Лагарьков А.Н., Молодецкий В.Ю., Петроченко И.В., Рыжиков И.А., Шадрина ЛП, Якубов ИТ Энергосберегающие ITO-покрытия, полученные методом реактивного магнетронного распыления на постоянном токе. Препринт ОИВТ РАН № 8-457.-М., 2001. 56 с.

7. Бондарь Е.А., Гормин С А, Петроченко ИВ, Шадрина Л.П. Исследование оптических свойств и стабильности энергетически эффективных многослойных покрытий на основе серебра. Препринт ОИВТ РАН № 8-458. -М„ 2001.30 с.

8. Бондарь ЕА , Гамлицкая С.А., Дьячков А.Л, Рыжиков И.А., Шадрина Л П. Разработка защитных покрытий на больших поверхностях методом полимеризации в плазме. Тезисы Международной Научно-технической Конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия», Ярославль, декабрь 2002. 2 с.

9. Бондарь ЕА., Шадрина Л П. Метод определения оптических постоянных поглощающей пленки в составе слоистой системы//Опт. и спектр. Т. 96. № 1. 2004. С. 128-132.

10.Бондарь Е.А., Рыжиков И.А., Седова М.В., Шадрина Л.П. Влияние процессов термообработки ITO-покрытий на их микроструктуру, оптические

и электрофизические свойства. Препринт ОИВТ РАН №8-480. -М., 2005. 28 с.

11 .Бондарь ЕА., Седова М.В., Шадрина Л.П. Исследование свойств промежуточных металлосодержа!цих слоев энергетически эффективных покрытий. Препринт ОИВТ РАН №8-481. -М., 2005. 24 с.

12.Бондарь Е.А, Гамлицкая CA, Гормин С.А, Дьячков A.J1., Лагаръков А.Н., Рыжиков ИА, Седова М.В., Шадрина J1.П., Якубов И.Т. Оптически прозрачнее токопроводящие покрытия для остекления кабины самолета. Преприйт ОИВТ РАН №8-483. -М., 2005. 17 с.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Степанов ВС, Степанова ТБ Оценка энергоэффективности и потенциал энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве Энергосбережение на рубеже веков. Научно-техн. конфер. Тез. докл., дёкабрь 1999 г. Москва.

2. Маркус Т.А., Моррис Э.Н. Здания, климат и энергия. -Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 543 с.

3. Лагаръков А.Н, Бондарь Е.А. Окна зданий в XXI веке//Энергия. 2001. № 3. С. 16-24.

4. Борискина ИВ., Плотников А А , Захаров A.B. Проектирование современных оконных систем гражданских зданий. -М.: Изд-во АСВ, 2003. 310 с.

5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. (Утвержденные постановлением Госстроя России от 19.01.98 за №18-8, изменение №4 СНиП II-3-79*). -М.: Госстрой России, 2002. 61 с.

6. Granqvist С.G. Rediativ heating and cooling with spectrally selective surfaces//Appl. Opt. 1981. V. 20. P. 2606-2612.

7. Lampert C.M Heat mirror coatings for energy conserving windows//Solar Energy Mater. 1981. V.6. P. 1-41.

8. Агнихотри О., Гупта Б. Селективные поверхности солнечных установок. -М.: Мир, 1984. 277 с.

9. Преобразование солнечной энергии/Под ред. Б.Серафина. -М.: Энергоиздат, 1982.319 с.

Ю.Альбер С А , АльберЯ И//Ж. вычисл. мат. и матем. физ. 1967. Т.7. В.1. С.14.

11 .Bondar ' Е А , Kulyupin Yu A., Popovich N NJ/Шп Solid Films. 1978. V.55. P.201.

12.Гроссе П Свободные электроны в твердых телах. -М.: Мир, 1982. 270 с.

13 .Цидильковекий И.М. Электроны и дырки в Полупроводниках. -М.: Наука, 1972.640 с.

U.Johnson Р В., Christy R W Optical constants of noble metals//Phys.Rev. B. 1972. V.6. N. 12. P.4370-4379.

15.Смит P. Полупроводники. -M.: Мир, 1982. 558 с.

Л.П. Шадрина

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ ТОКОПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ

Автореферат

Подписано к печати 13.07.2005 Формат 60x84/16 Печать офсетная Уч.-изд.л. 1.1 Усл.печ.л. 0.97 Тираж 100 экз._Заказ № 19_Бесплатно

ОИВТ РАН. 125412, Москва, ул. Ижорская, 13/19 17

I

1 477 1,

РНБ Русский фонд

2006-4 11873

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Общая характеристика состояния исследований и создания энергетически эффективных токопроводящих покрытий.

Введение

1.1. Классификация энергетически эффективных покрытий.

1.2. Основные электрофизические, оптические и тепловые характеристики систем остекления.

1.2.1 .Световые и электрофизические характеристики.

1.2.2. Цветовые характеристики.

1.2.3. Тепловые характеристики.

1.2.4.Диапазоны допустимых значений основных характеристик энергетически эффективных покрытий.

1.3. Конструкция, принцип действия и материалы, используемые в энергетически эффективных покрытиях.

1.3.1. Покрытия на основе однослойных полупроводниковых пленок.

1.3.2. Покрытия на основе многослойных интерференционных систем.

1.4. Методы определения электрофизических и оптических параметров энергетически эффективных покрытий.

1.4.1 .Численные методы расчета диэлектрической проницаемости тонких поглощающих пленок.

1.4.2. Оптические методы определения электрофизических параметров однослойных покрытий.

Выводы

Глава 2 Разработка методов определения электрофизических и оптических параметров энергетически эффективных токопроводящих покрытий.

Введение

2.1. Метод определения оптических постоянных поглощающей пленки в составе слоистой системы.

2.2. Аналитико-графический метод определения удельной статической электропроводимости однослойных покрытий.

2.2.1. Обоснование достоверности результатов определения основных характеристик энергетически эффективных покрытий аналитико-графическим методом.

Выводы

Глава 3 Исследования свойств промежуточных металлсодержащих слоев энергетически эффективных покрытий.

Введение

3.1. Специфика изготовления трехслойных энергетически эффективных покрытий типа диэлектрик - металл - диэлектрик.

3.2. Исследование оптических и микроструктурных свойств покрытий.

3.3. Специфика спектрофотометрических измерений.

3.4. Результаты оптических исследований изготовленных покрытий и сопоставление их с модельными аналогами.

3.5. Результаты микроструктурных исследований покрытий.

3.6. Оптические постоянные промежуточного слоя покрытий.

3.7. Результаты численных расчетов оптических характеристик промежуточного слоя по теории эффективной среды.

3.8. Исследование электрофизических свойств покрытий.

3.9. Исследование световых и цветовых свойств покрытий.

Выводы

Глава 4 Влияние процессов термообработки ITO-покрытий на их микроструктуру, оптические и электрофизические свойства.

Введение

4.1. Лабораторная технологическая схема изготовления ITO-покрытий.

4.2. Результаты электрофизических, оптических и микроструктурных исследований ITO-покрытий.

4.2.1.Результаты электрофизических и оптических исследований покрытий.

4.2.2. Результаты микроструктурных исследований покрытий.

4.3. Численные расчеты основных электрофизических характеристик покрытий.

4.4. Результаты лабораторных механико-климатических испытаний ITO-покрытий.

Выводы

Глава 5 Оптически прозрачные токопроводящие покрытия для остекления кабины самолета.

Введение

5.1. Оптические и теплофизические характеристики органического м и силикатного стекол.

5.2. Микроструктурные характеристики органического и силикатного стекол.

5.3. Основные соотношения для описания радиозащитных свойств остекления кабины самолета с многофункциональными покрытиями.

5.4. Радиофизические и оптические характеристики нанесенных покрытий.

Выводы

Среди большого разнообразия применений оптически прозрачных токопроводящих покрытий особое место занимает применение этих покрытий в энергосберегающей строительной индустрии и самолетостроении. По сути, это покрытия двойного назначения, так как энергетически эффективные покрытия, применяемые для остекления гражданских зданий, благодаря высокой электропроводимости, позволяют не только снижать теплопотери, но обладают и радиозащитными свойствами. Это позволяет использовать их при решении задач снижения заметности в радиоволновом диапазоне. Таким образом, оптически прозрачные токопроводящие покрытия рассматриваются в настоящей диссертационной работе по двум аспектам их основных применений. Остановимся на специфике использования энергетически эффективных покрытий для систем остекления гражданских зданий.

В настоящее время во всем мире значительное внимание уделяется проблеме повышения энергетических ресурсов за счет широкого внедрения в промышленный и бытовой комплексы энергосберегающих технологий. Согласно данным, приведенным в работе [1], в России к 2000 году образовался огромный потенциал энергосбережения, его величина составляла от 35 до 45% всего объема внутреннего энергопотребления страны. Это порядка 350-450 млн. т у.т. (тонн условного топлива) в год, т.е. почти столько же, сколько Россия экспортирует энергоресурсов. Такое положение с энергосбережением сохранилось и в настоящее время. Именно поэтому энергосбережение становится одним из основных аспектов государственной политики России, а проходящая в России реформа жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), помимо усовершенствования нормативно-правовой базы и решения финансово-экономических проблем (обеспечивающих переход на рыночные отношения между получателями и производителями бытовых услуг), заставляет уделять серьезное внимание разработке энергосберегающих технологий. Для России проблема экономии энергии в ЖКХ является, возможно, одной из самых актуальных. Подобное положение определяется как суровыми климатическими условиями страны (на большей части её территории), так и крайней неэффективностью использования энергии в этой сфере. Одной из самых энергоемких сфер потребления в России является отопление, хотя в последнее время больше внимание уделяется проблемам энергосбережения и в сфере вентиляции и кондиционирования воздуха.

Известно [2], что минимально необходимые затраты энергии в сферах отопления помещения и кондиционирования воздуха зависят от климатических условий [3] и санитарно-гигиенических норм [4, 5]. При этом теоретический потенциал энергосбережения определяется разницей между фактическими и минимально необходимыми затратами, уменьшение которой зависит от эффективности энергосберегающих мероприятий, в частности, от усовершенствования систем остекления административных и жилых (гражданских) зданий [6].

В настоящее время во многих развитых странах мира для поддержания теплового и светового комфорта в помещениях гражданских зданий используется остекление со специальными оптическими покрытиями, функционирующими как энергетически эффективные прозрачные тепловые фильтры. Оконные стекла с такими покрытиями практически сохраняют высокое значение коэффициента пропускания в видимой области спектра обычного стекла (снижая его в среднем не более, чем на 10 %), но в то же время в отличие от обычного стекла отражают (до 90 %) инфракрасную радиацию Солнца и нагретых предметов. В соответствии с законом Кирхгофа [7], записанном для энергосберегающего покрытия на стеклянной подложке, имеющего величину коэффициента пропускания Т в диапазоне излучения абсолютно черного тела 300 К равной нулю: st=l -R, где R - коэффициент отражения и Et - излучательная способность покрытия в этом диапазоне. Понятно, что высоким инфракрасным отражением будет обеспечиваться крайне низкая излучательная способность et таких фильтров. В оптимальном варианте значения st находятся в диапазоне 0.04-5-0.10, а величина удельной статической проводимости а0 токопроводящих слоев в покрытии - (3-г-8)х10"5 (Ом-м)"1. Покрытия с указанными значениями излучательной способности получили название низкоэмиссионных, и в зарубежной литературе для них принято обозначение Low-E [8]. Назначение таких покрытий - уменьшать радиационную тепловую отдачу окон, которая при использовании обычного стекла (с et=0.84) в зимнее время года достигает 70 % от общих потерь тепла (с учетом кондуктивных и конвективных процессов) из помещений. В летнее время года обычное стекло, обладая высокими значениями et, является прекрасным проводником наружной радиации в помещение.

Согласно оценкам зарубежных специалистов, использование оконных стекол с энергосберегающими покрытиями, функционирующими по типу прозрачных тепловых фильтров, позволяет зимой уменьшить до 50 % потери тепла из помещений, а летом до 50 % снизить приток тепла через оконные стекла в помещение [9]. Достигается это путем использования покрытий с различным (для летних и зимних условий) профилем (селективностью) спектральных распределений коэффициентов пропускания Т и отражения R падающего света. Учитывая энергетическую и экономическую эффективность использования оконных систем остекления (стекол либо стеклопакетов) с энергосберегающими покрытиями, во многих развитых странах уже налажен массовый выпуск стекла и стеклопакетов с энергосберегающими покрытиями. В России пока в основном используются окна без энергосберегающих покрытий. Учитывая сложившиеся тенденции последних лет и необходимость выполнения программы энергосбережения в ЖКХ, можно прогнозировать увеличение спроса на стекла и стеклопакеты с энергетически эффективными покрытиями не только за рубежом, но и в России.

В настоящее время накоплено достаточно большое количество информации (опубликованной в текущей отечественной и зарубежной научной периодике, например [1, 2, 6-11]) по результатам научно-исследовательских и экспериментальных работ, связанных с разработкой, изготовлением энергетически эффективных покрытий и с созданием методических подходов к их исследованию. Госстроем РФ разработан ряд документов, резко ужесточающих требования к тепловой защите зданий, при выполнении которых основной проблемой является тепловая защита оконных проемов [4] с учетом климатических особенностей большинства регионов России [3].

Однако до настоящего времени накопленный опыт разработок и исследований энергетически эффективных покрытий носит фрагментарный характер, не обобщен и не оформлен как новое направление исследований тонкопленочных покрытий, представляющих собой оптически прозрачные спектрально селективные теплоотражающие покрытия для окон гражданских зданий. И, как следствие этого, не проведен системный анализ результатов и методов исследования параметров (и требований к ним) энергетически эффективных покрытий. Недостаточно изучены основные технологические подходы, позволяющие модифицировать функциональные параметры покрытий. В этой связи следует указать на недостаток информационных данных о результатах комплексных исследований влияния режимов термообработки покрытий на их микроструктуру, оптические и электрофизические параметры. Совсем не изучен аспект влияния микроструктуры металлодиэлектрических покрытий, полученных послойным электронно-лучевым напылением, на их параметры. Вместе с тем, накопленный опыт оптических и микроструктурных исследований параметров энергетически эффективных покрытий позволяет разработать такие методы, которые позволят не только проводить достоверные исследования покрытий, но и оперативно прогнозировать их оптические и электрофизические параметры в процессе производства.

Помимо вышесказанного, интерес к исследованию энергетически эффективных покрытий стимулирован потребностью в наиболее приемлемых для массового промышленного производства дешевых покрытиях. Наиболее* актуальные задачи в этом отношении заключаются в снижении стоимости покрытий (при сохранении их функциональной эффективности) за счет уменьшения числа промежуточных технологических операций при их изготовлении, а также в увеличении срока службы покрытий, используемых в традиционных системах двойного остекления (без стеклопакетов) [4]. Эти задачи могут быть решены посредством оптимально подобранных технологических режимов изготовления покрытий и оптимизации оптических и микроструктурных свойств составляющих слоев.

Перечисленные актуальные проблемы, связанные с разработкой и исследованиями энергетически эффективных покрытий обусловили постановку данной диссертационной работы, целью которой явилось:

1. Анализ основных характеристик состояния проблемы исследования и создания энергетически эффективных покрытий для оконных стекол и радиозащитных покрытий.

2. Разработка методов определения электрофизических и оптических параметров однослойных и многослойных энергетически эффективных покрытий.

3. Разработка и исследование - электрофизических, оптических и микроструктурных параметров ITO-покрытий, полученных методом магнетронного распыления на постоянном токе.

4. Экспериментальные и модельные исследования электрофизических, оптических и микроструктурных параметров трехслойных энергетически эффективных покрытий.

5. Экспериментальные исследования радиозащитных и оптических характеристик оптически прозрачных токопроводящих покрытий для остекления кабины самолета.

В качестве экспериментальных моделей для исследования модифицирующего действия микроструктуры металлодиэлектрических покрытий на их параметры нами рассматривались трехслойные покрытия (Si02/Cu/Si02 и А12Оз/Си/А12Оз) на основе тонких пленок меди, наиболее часто используемых при создании эффективных солнцеконтролирующих [9, 11, 12] покрытий. Диоксид кремния (Si02) и оксид алюминия (А12Оз), выбранные в качестве материалов диэлектрических слоев покрытий, наряду с прекрасными механическими и оптическими свойствами, обладают хорошей адгезией к пленкам других материалов и стеклу [13].

Модифицирующее действие процессов термообработки на параметры однослойных токопроводящих покрытий были исследованы на примере образцов ITO-покрытия, мало изученного как кандидата энергетически эффективных покрытий для оконных стекол. Почти все исследования последних лет посвящены ITO-покрытиям, используемым в качестве прозрачных электроконтактных слоев для покрытий дисплеев, фотоприемников, солнечных элементов и электрохромных покрытий для окон [14-17]. Такие ITO-покрытия имеют толщины до 0.2 мкм, удельное сопротивление в интервале 1.3-10'3 - 7.0-10"5 Ом •м и излучательную способность не менее 0.25, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным оконным энергетически эффективным покрытиям [4, 6, 10].

Для достижения поставленной цели необходимо было решать следующие задачи:

1. Рассмотреть основные тенденции развития разработки и исследования тонкопленочных покрытий, представляющих собой энергетически эффективные покрытия для оконных стекол.

2. Разработать метод определения оптических параметров металлического слоя в составе слоистой системы по спектрофотометрическим измерениям и по соотношения матричной оптики.

3. Разработать метод определения удельной статической электропроводимости однослойного покрытия на основе тонкой пленки сильнолегированного полупроводникового материала по спектрофотометрическим и терморадиометрическим измерениям.

4. Получить экспериментальную информацию о дисперсионных зависимостях

•5- ^ действительной и мнимой частей эффективной комплексной диэлектрической проницаемости промежуточных металлосодержащих слоев энергетически эффективных покрытий. Провести на основе этих данных исследование влияния микроструктуры покрытия на величины их удельной статической проводимости, времени релаксации и плазменной длины волны.

5. На примере ITO-покрытий получить экспериментальную информацию об электрофизических и оптических параметрах однослойного токопроводящего покрытия и провести исследования влияния процесса термообработки на его энергосберегающие характеристики.

6. Исследовать электрофизические и оптические характеристики модельных радиозащитных покрытий. Получить экспериментальную информацию о влиянии морфологической структуры и оптических характеристик силикатного и органического стекол на деструкционные процессы стекла и материалов покрытия.

Диссертация состоит из ВВЕДЕНИЯ, пяти тематически связанных между собою Глав и ЗАКЛЮЧЕНИЯ.

и выводы диссертационной работы:

1. Дан аналитический обзор литературных источников, посвященный созданию и исследованию энергетически эффективных покрытий для оконных стекол.

2. Предложен и разработан аналитико-графический метод определения удельной статической электропроводимости ст0 и оптических параметров однослойных энергетически эффективных покрытий по оптическим измерениям в высокочастотной области спектра.

3. Впервые предложен и разработан вычислительный матричный метод определения эффективных оптических постоянных пик промежуточного токопроводящего, поглощающего слоя в составе слоистых металлодиэлектрических систем. Показано, что использование этого метода позволяет проводить исследования влияния характеристик (в том числе микроструктурных) обрамляющих диэлектрических слоев на оптические свойства металлосодержащего слоя в покрытии.

4. На основании полученной экспериментальной информации продемонстрировано существенное влияние на формирование промежуточных керметных слоев в составе металлодиэлектрических покрытий морфологической наноструктуры (ранее не принимавшейся во внимание) подстилающих диэлектрических слоёв. Сделан вывод, что сформированная в процессе напыления наноструктура промежуточного металлосодержащего слоя изменяет спектральную селективность покрытий, функционирующих по принципу матированного зеркала.

5. Получены ITO-покрытия, изготовленные методом магнетронного распыления на постоянном токе. Впервые исследован аномальный характер поведения оптических, электрофизических и микроструктурных параметров ITO-покрытий в диапазоне температур подложек при напылении fs=130-170 °С. Эти аномалии объяснены градиентным изменением комплексного показателя преломления покрытия по его толщине и фазовой перестройкой его микроструктуры. Показано, что подобные аномалии устраняются в процессе постотжига (при температуре 4=300 °С в вакууме в течение часа) образцов ITO-покрытий, изготовленных для всех значений температуры подложки ts.

В результате проведения экспериментальных и модельных исследований методом вакуумного реактивного магнетронного напыления на постоянном токе с применением оптимально подобранных режимов термообработки разработано и получено «жесткое» ITO-покрытие с существенно улучшенными по сравнению с коммерческими аналогами функциональными параметрами. Разработанный процесс термообработки формирует плотноупакованную наноструктору поверхности, чем обеспечено достижение крайне низкого значения интегральной излучательной способности (et=0.07) и поверхностного слоевого сопротивления (7?п=2.5 Ом/Ill) при сохранении типичной для ITO-покрытия величины визуального коэффициента пропускания (7^=0.82).

На основании экспериментальной информации, полученной при исследовании энергетически эффективных покрытий для энергосберегающей строительной индустрии, разработана серия радиозащитных покрытий для остекления кабин самолетов. Выполнены исследования влияния морфологической структуры и оптических характеристик материала остекления на деструктивные процессы в покрытиях.

1. Степанов B.C., Степанова Т.Е. Оценка энергоэффективности и потенциал энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве. Тез. Докл. Научно-техн. конфер. Энергосбережение на рубеже веков. 1999. Москва.

2. Маркус Т.А., Моррис Э.Н. Здания, климат и энергия. -Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 543 с.

3. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. -М.: Госстрой России, 2002. 58 с.

4. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. (Утвержденные постановлением Госстроя России от 19.01.98 за №18-8, изменения №4 СНиП II-3-79*). -М.: Госстрой России, 2002. 61 с.

5. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. -М.: Госстрой России, 2002. 35 с.

6. Борискина И.В., Плотников А. А., Захаров А.В. Проектирование современных оконных систем гражданских зданий. -М.: Изд-во АСВ, 2003. 310 с.

7. Granqvist C.G. Rediativ heating and cooling with spectrally selective surfaces//Appl. Opt. 1981. V. 20. P. 2606-2610.

8. Lampert CM. Heat mirror coatings for energy conserving windows/ZSolar Energy Mater. 1981. V.6. P. 1-41.

9. Ling Shi De, Cheng Weiming. A study on coating for energy efficiency//SPIE. Materials and optics for solar energy conversion and advanced lighting technology. 1989. V. 692. P. 121-123.

10. Лагаръков A.H., Бондарь E.A. Окна зданий в XXI веке//Энергия. 2001. № 3. С. 16-24.

11. Агнихотри О., Гупта Б. Селективные поверхности солнечных установок. -М.: Мир, 1984. 277 с.

12. Пат. 204 3932 РФ, МКИ5В25В 15/08. Многослойная пленка с избирательной светопроницаемостью//Е.А.Бондарь, С.А.Гормин, А.Н.Лагарьков, А.В. Плюхин (РФ) № 93039207/02. Опубл. 20.09.95. Бюл. №26.

13. Martin P.J., Netterfield R.P. Optical films produced by ion-based techniques. CSIRO, Division of Applied Physics Sydney, Australia 2070. Wolf E. Progress in optics XXIII. Elsevier science publishers B.V., 1986. 70 p.

14. Granqyist C.G., Hultaker A. Transparent and conducting ITO films: new development and aplications//Thin Solid Films. 2002. V. 411. P. 1-5.

15. Mori N. Ooki S., Masubuchi N. Tanaka A., Kogoma M. Effects of postannealing in ozone evironment on opto-electrical properties of Sn-doped ln203 thin films//Thin Solid Films 2002. V. 411. P. 6-11.

16. Baia.I., Quintela M., Mendes L., Nunes P., Martins R. Performances exhibited by large area ITO layers produced by r.f. magnetron sputtering//Thin Solid Films. 1999. V. 337. P. 171-175.

17. Meng L.-j., Macarico A., Martins R., Meng L.-J. Study of annealed indium tin oxid films prepared by rf reactive magnetron sputtering//Vacuum. 1995. V.46. P. 673-680.

18. Афанасьев K.H., Бондарь E.A., Вирник A.M., Гормин С.А., Дьячков A.JI., Ильин А.С., Лагарьков А.Н., Шадрина Л.П. Энергетически эффективные тепловые фильтры для оконных стекол. Препр. ОИВТ РАН № 8-429. -М.: 1999. 69 с.

19. Мешков В.В. Основы светотехники. -М.: Энергия, 1979. 368 с.

20. Кривошеее М.И., Кустарев А.К. Цветовые измерения. -М.: Мир, 1990. 240 с.

21. Гайнутдинов И. С., Несмелое Е.А., Алиакберов Р.Д. Критерий качества для определения оптимальных параметров широкополосных спектроделителей//Опт. жур. 2003. Т. 70. №5. С. 83-86.

22. Hamberg /., Granqvist C.G. Evaporated Sn-doped ln203 films: Basic optical138properties and applications to energy-efficient windows//J.Appl.Phys. 1986. V. 60. № 1 P. 123-159.

23. Дж. А.Даффи, У.А.Бетман. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. -М.: Мир, 1977. 456 с.

24. А.М.Васильев, А.П.Ландсман Полупроводниковые преобразователи. —М.: Советское радио, 1971. 247 с.

25. Szczyrbowski J., Dietrich A., Hartig К. Bendable silver-based low emissivity coating on glass//Solar Energy Materials 1989. V.19. P. 43-53.

26. Hisashi Ohsaki, Yoshinori Kokubu. Global maeket and technology trends on coated glass for architectural, automotiv and display applications//Thin Solid Films. 1999. V.351.P. 1-7.

27. Иванов A.M., Прокофьев A.A., Щуров A.H. Энергосберегающее стекло и стеклопакеты//Окна и двери. 1998. № 1. С. 10-15.

28. Афанасьев В.А. Оптические измерения. -М.: Высшая школа, 1981. 230 с.

29. Борн М., Вольф Д. Основы оптики. -М.: Наука, 1973. 719 с.31. «WINDOW 4.1» АРС program for analyzing window thermal performance in accordance with standard NFRC procedures. Program description LBL -35298.(Lawrence Berkeley Laboratory). 1994.

30. ISO 9050-90. Стекло в строительстве. Определение пропускания света, прямого пропускания солнечного света, полного пропускания солнечной энергии, пропускание ультрафиолетового излучения и производных факторов, относящихся к оконным стеклам. 1990.18 с.

31. Международный светотехнический словарь. 3-е изд. -М.: Наука, 1979. 603 с.

32. Supplement №2 to CIE Publication №15. Recommendations on uniform colorspaces, colordifference, equations, psychometric color terms. Paris, 1978. 12 p.

33. Шредер X. Осаждение оксидных слоев из органических растворов//Физика тонких пленок/ Под ред. Г.Хасса и Р.Э.Туна. -М.: Мир, 1972. Т.5. С. 84-139.

34. Decroupet D., Depauw J.M., Andre D. Development of new coated glasses assisted by computer program//Journal of Non-Crystalline Solids 1997. V. 218.1. P. 368-372.

35. Международный стандарт. ASTM С 1199-91.

36. Преобразование солнечной энергии/Под ред. Б.Серафина. -М.: Энергоиздат, 1982.319 с.

37. Сайт http/www. Pilkington.com.

38. ГОСТ 24866-99. Технические требования к стеклопакетам.

39. Smith G.B., Niklasson G.A., Sevensson J.S.E.M., and Granqvist C.G. Noble-metal-based transparent infrared reflectors: Experiments and theoretical analyses for very thin gold films//J.Appl.Phys. 1986. V. 59 (2). P. 571-580.

40. Смит P. Полупроводники. -M.: Мир, 1982. 558 с.

41. Горбачев В.В., Спицина Л.Г. Физика полупроводников и металлов. -М.: Наука, 1982. 444 с.

42. Физические величины. Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1231 с.

43. Mukherjee A. The deposition of transparent conductive oxide thin films onto large sheets of glass, acrylic and polycarbonate//Vacuum. 1989. V. 39. № 6. P. 537-540.

44. Weijtens C.H.L., Van LOON P.A.C. Influence of annealing on the optical properties of indium tin oxide//Thin Solid Films. 1991. V. 196. P. 1-10.

45. Фистуль В.И. Введение в физику полупроводников. -М.: Высшая школа, 1975.456 с.

46. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. -М.: Мир, 1977. 366 с.

47. Tueta R., Braguier М. Fabrication and characterization of indium tin oxide thin films for electroluminescent applications//Thin Solid Films. 1981. V. 80. P. 143148.

48. Sahoo N.K., Shapiro A.P. Mg0-Al203-Zr02 amorphous ternary composite: a dense and stable optical coating//Appl. Opt. 1998. V. 37. № 34. p. 8043-8056.

49. Cart K., Sehmitt H. Optimization of sputtered ITO films with respect to the oxygen partial pressure and substrate temperature//Thin Solid Films. 1997. V. 295. P. 151-165.

50. Розенберг Г.В. Оптика тонкослойных покрытий. -М.: Наука, 1958. 570 с.

51. Гребенщиков И.В., Власов А.Г., Непорент Б.С., Суйковская Н.В. Просветление оптики. -М.: Гостехиздат, 1946. 211 с.

52. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах. -М.: Наука, 1957. 300 с.

53. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. -JL: Машиностроение, 1973. 224 с.

54. Smith G.B., Niklasson G.A., Svensson J.S., Granqvist C.G. Noble-metal-based transparent infrared reflectoes: Experiments and teoretical analyses for very thin gold films//J. Appl. Phys. 1986. V. 59 (2). P. 571-580.

55. Hood G., Francisco S., Meger S.F., Los Altos. Color-corrected heat-reflecting composite films and glazing products containing the same//U.S. Patent. № 5.071.206. Dec. 10. 1991.

56. Eby E., Green S., et al. High transmitance, low emissivity coating for substrates// U.S. Patent. № 5.302.449. Apr. 12. 1994.

57. Phillips R. W., Higgins R.K., Betrning P.H. Energy control window films system and methods for manufacturing the same//U.S. Patent. № 4.565.719. Jan. 21. 1986.

58. О.Теллен А. Конструирование многослойных интерференционных светофильтров//Физика тонких пленок / Под ред. Г. Хасса., Р.Э.Туна. Т.5. -М.: Мир, 1972. С. 46-83.

59. Pummep Э. Пленочные диэлектрические материалы для оптических применений//Физика тонких пленок / Под ред. Г.Хасса., М.Франкомби., Р.Гофмана. -М.: Мир, 1978. Т.8. С. 7-60.

60. Errico J.J.D. Laminated glazing panel having improved resistance to light exposure//U.S. Patent. № 5.427.861. Jun. 27. 1995.

61. Takuju Oyama, Mamoru Mizuhashi. Optical arpticle having improved heat resistance//U.S. Patent. № 4.640.867. Feb.3. 1987.

62. Fan J. Sputtered films for wavelength selective applications//Thin Solid Films, 1981. V.80. P.125-136.

63. Naba K., Shapiro Alan P. Mg0-Al203-Zr02 amorphous ternary composite: a dense and stable optical coating//Appl. Optics. 1998. V. 37. № 34. C. 8043-8056.

64. Abeles F. Recherches sur la propagation des ondes electromagnetigues sinusoidal dans les milieux stratifies//Ann. Phys. 1950. V.5. P.596-606.

65. Johnson P.B., Christy R. W. Optical constants of noble metals//Phys.Rev. B, 1972. V.6. N. 12. P.4370-4379.

66. Золотарев B.M., Морозов B.H., Смирнова E.B. Оптические постоянные природных и технических сред. -Л.: Химия, 1984. 215 с.

67. Lopez R., Ruiz R., Haglund Jr., Feldman L.C. Pulsed laser deposition of conductive metallo-dielectric optical filters//Appl. Phys. 2002. № 74. P. 307-310.

68. Bruggeman D.A.G, Berechnung verschiedener physikalischer konstanten von heterogenen substanzen. I. Dielektrizitats konstanten und leifhigkeiten der mischkoper aus isotropen substanzen//Ann.Phys. 1935. B. 24. N. 5. S. 636-664.

69. Степанов A.JI. Оптическое пропускание диэлектрических слоев, содержащих неоднородно распределенные по толщине образца металлические наночастицы//Опт. и спектр. 2001. Т. 91. № 5. 868-873 С.

70. Granqvist C.G. Optical properties of granular materials: How to model coatings for energy-efficient windows. Physical Phenomena in Granular Materials//Mat. Rrs. Symp. Proc. 1990. V. 195. 201 c.

71. Andersson A., Hunderi O., Granqvist C.G. Nickel pigmented anodic aluminum oxide for selective absorption of solar energy//J. Appl. Phys. 1980. V.51. P. 307315.

72. Гроссе П. Свободные электроны в твердых телах. -М.: Мир, 1982. 270 с.

73. Цидилъковский ИМ. Электроны и дырки в полупроводниках. -М.: Мир, 1972. 640 с.

74. HjortsbergA.ilAppl. Opt. 1981. V. 20. P. 1254.142

75. Harris L., Loeb A. L. Evaluation and analysis of optical and electrical constants of thin films as functions of reflectance and transmission data by electronic digital computation//JOSA. 1955. V.45. №3. P.179-188.

76. Sadafumi Yoshida Efficiency of Drude mirror-type selective transparent filters for solar thermal conversion//Appl. Optics. 1978. Vol. 17. № 1. P. 145-150.

77. Бондарь E.A. Электромагнитные свойства малых металлических частиц. Докторская диссертация. ИТПЭ ОИВТ РАН. 295 с.

78. Альбер С. А., Альбер Я. И.//Ж. вычисл. мат. и матем. физ. 1967. Т.7. В.1. С.14.

79. Bondar' Е. A., Kulyupin Yu. A., Popovich N. N.IIThin Solid Films. 1978. V.55. P.201.

80. Бондарь E. А., КулюпинЮ. А., Попович H. НЛУФЖ. 1972. T.23. №3. C. 493.

81. Denton R.E,.Campbell R.D, Tomlin S.G. The determination of optical constants of thin films from measurements of reflectance and transmittance at normal incidence.//Brit.J.Appl.Phys. 1972. V. 5. 852-863.

82. S.G.Tomlin. Optical reflection and transmission formulae for thin films.//Brit.J.Appl.Phys. ser. 2,1968. V. 1. P. 1667-1671.

83. S.G.Tomlin. More formulae relating to optical reflection and transmission by thin films.//Brit.J.Appl.Phys. 1972. V. 5. C. 847-851.

84. Кондрашев B.E. Оптика фотокатодов. -M., Наука, 1976. 207 с.

85. Прикладная оптика/Под. ред. Заказного Н.П. -М.: Машиностроение, 1988. 312 с.91 .WolterH. Zur optik dunner metallfilme//Z.Phys.l937. V. 105. P. 269-308.

86. Current topics in mfterials science /Edited by E. Kaldis. 1985. Vol. 7. North-Holland publishing company. Amstertdam, New York, Oxford. 869 p.

87. Колтун М.М. Селективные оптические поверхности. -М.: Мир, 1979. 215 с.

88. Тареев Б. М. Физика диэлектрических материалов. -М.: Энергия, 1973, 205 с.

89. Бондарь Е.А., Гормин С.А., Петроченко И.В., Шадрина Л.П. Метод определения определения удельной статической проводимости полупроводниковых прозрачных тепловых зеркал//Опт. и спектр. 2000. Т. 89. № 6. С. 969-973.

90. Литовченко В.Г., Горбанъ А.П. Основы физики микроэлектронных систем металл-диэлектрик-полупроводник. -К.: Наукова думка, 1978. 314 с.

91. Литовченко В.Г. Основы физики полупроводниковых слоистых систем. -К.: Наукова думка, 1980. 354 с.

92. Бондарь Е.А., Шадрина Л.П. Разработка метода компьютерного конструирования многослойных энергетически эффективных покрытий для оконных стекол. Препринт ОИВТ РАН № 8-445. -М., 2000. 21 с.

93. Бондарь Е.А., Шадрина Л.П. Метод определения оптических постоянных поглощающей пленки в составе слоистой системы//Опт. и спектр. Т. 96. № 1. 2004. 128-132 с.

94. Афанасьев К.Н., Бондарь Е.А., Шадрина Л.П. Исследование оптических свойств систем остекления с трехслойными тепловыми фильтрами на полимерных подложках. Препринт ОИВТ РАН №8-432. -М., 1999. 28 с.

95. Крылов В. И., Бобков В. В., Монастырский 77. И. Вычислительные методы. -М.: Наука, 1976. Т.1 и 2.

96. Groling G., Schmidt G.llPatent US № 4.855.186,1989.

97. Шкляревский И.Н., Корнеева Т.И., Зозуля К.Н.//Опт. и спектр. 1969. Т.27. В. 2. С. 332.

98. Вострокнутов Н.Г., Евтихиев Н.Н. Информационно-измерительная техника. -М.: Высшая школа, 1977. 232 с.

99. Бондарь Е.А., Седова М.В., Шадрина Л.П. Исследование свойств промежуточных металлосодержащих слоев энергетически эффективных покрытий. Препринт ОИВТ РАН №8-481. -М., 2005. 24 с.

100. Harold Wieder, Czanderna A.W. Optical Properties of Copper Oxide Films//J. Appl. Phys. 1966. V. 37. N. 1.

101. Лазарев В.Б., Соболев В.В., Шаплыгин И.С. Химические и физические свойства простых окислов металлов. -М.: Наука, 1983. 239 с.

102. Афанасьев КН., Бондарь Е.А., Шадрина Л.П. Влияние материалов обрамляющих слоев в системе диэлектрик-металл-диэлектрик на оптические постоянные тонкой полупрозрачной пленки металла. Тез. док. на Четверт. ежегодн. Конфер. ИТПЭ ОИВТ РАН. 2003. С. 24.

103. Борисевич Н.А., Верещагин В.Г., Валидов М.А. Инфракрасные фильтры. -Минск.: Наука и техника, 1971. 225 с.

104. Milton G. W. Bounds on the complex permittivity of two-component composite material//J. Appl. Phys. 1981. V. 52. N.8. P. 5294-5304.

105. Maxwell-Garnett J. Colours in metal glasses, in metallic films and in metallic solutions//Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1906. V. 204. P. 238-288.

106. Ehrenreich H.,Philipp H.R.Optical properties of Ag and Cu//Phys. Rev. 1962. V. 123, №4. 1622-1629 C.

107. Бондарь E.A., Гормин С.А., Петроченко И.В., Шадрина Л.П. Исследование оптических свойств и стабильности энергетически эффективных многослойных покрытий на основе серебра. Препринт ОИВТ РАН № 8-458. -М., 2001. 30 с.

108. Бондарь Е.А., Рыжиков И.А., Седова М.В., Шадрина Л.П. Влияние процессов термообработки ITO-покрытий на их микроструктуру, оптические и электрофизические свойства. Препр. ОИВТ РАН №8-480. -М., 2005. 28 с.

109. Macarico A., Martins R., Meng L.-J. Study of annealed indium tin oxid films prepared by rf reactive magnetron sputtering//Vacuum. 1995. V.46. P. 673-680.

110. Rodriguez J., Gomez M., Ederth J., Niklasson G.A., Granqvist C.G. Thickness dependence of the opticalproperties of sputter deposited Ti oxide fllms//Thin Solid Films. 2000. V. 365. P. 119-125.

111. Бондарь E.A., Гормин С.А., Седова M.B., Шадрина Л.П. Исследование аномального поглощения излучения малыми частицами висмута. Препринт ОИВТ РАН №8-461. -М., 2002. 39 с.

112. Лагаръков А.Н., Погосян М.А. Фундаментальные и прикладные проблемы стелс-технологий//Вестник Российской Академии наук. 2003. Т.73. № 9. С. 779-787.

113. Бондарь Е.А., Гамлицкая С.А., Дьячков А.Л., Лагаръков А.Н., Рыжиков И.А., Седова М.В., Шадрина Л.П., Якубов И.Т. Оптически прозрачные токопроводящие покрытия для остекления кабины самолета. Препринт ОИВТ РАН № 8-483. -М., 2005. 17с.

114. Гудимов М.М. Трещины серебра на органическом стекле. —М.: Издательство ЦИПКК АП, 1997. 260 с.

115. Афанасьев КН., Бондарь Е.А., Шадрина Л.П. Исследование оптических свойств систем остекления с трехслойными тепловыми фильтрами на полимерных подложках. Препринт №8-432. -М., 1999. 28 с.

116. Оптика в военном деле. Сборник статей/Под ред. С.И. Вавилова и М.В. Савостьяновой. -М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1945. Т. 1. 390 с.

117. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. -М.: Наука. 1982.618 с.