Colored hard coatings with AlN–TiN multilayer structures

色度 材料科学 折射率 色调 椭圆偏振法 光泽度(光学) 光学 压痕硬度 薄膜 溅射沉积 基质(水族馆) 光电子学 溅射 涂层 复合材料 冶金 微观结构 纳米技术 地质学 物理 海洋学
作者
Jong Hong Lu,Bo-Ying Chen
出处
期刊:Journal of vacuum science & technology [American Institute of Physics]
卷期号:32 (2) 被引量:8
标识
DOI:10.1116/1.4838895
摘要

AlN–TiN multilayer structures can be used to extend the color gamut of hard coatings while maintaining good hardness and corrosion resistance. This study used reactive magnetron sputtering on a glass substrate to produce coatings with a microhardness of 19 GPa as well as optical reflectance exceeding 80% and controllable saturation (chroma) for various hues of red, yellow, green, blue, and purple. The authors characterized the complex index of refraction of the TiN films using ellipsometry; the real refractive indices of the AlN films were derived from the reflectance values obtained using photometry. Finally, the colors of the samples were quantified using CIE-1931 chromaticity coordinates in the L*a*b* color space, and the microhardness of the films was measured using a nanoindenter. Simulation results using a multiple-beam-interference recursive method presented good consistency with experimental measurements with regard to the optical reflective spectra of AlN–TiN multilayer thin film samples.
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