Surface topography of polished and oxide-coated BK-7 glasses investigated by atomic force microscopy

Abstract

BK-7 glass surfaces, with high polishing qualities, and TiO₂ and Ta₂O₅ films deposited on these substrates by reactive evaporation and reactive ion plating, are investigated by atomic force microscopy. The surface topography imaged by this method is compared to results of transmission electron microscopy, stylus technique and interferometric investigations. Differences in the roughness of the glass surfaces can be analyzed. The topography of Ta₂O₅ layers is strongly determined by the glass surfaces, while the surfaces of TiO₂ films are not influenced by the substrate, which suggests differences in the growth behaviour of both oxides.

Oberflächen von BK-7-Gläsern, die mit einer hohen Polierqualität präpariert sind, sowie TiO₂- und Ta₂O₅-Filme, die auf diese Substrate mittels reaktivem Aufdampfen und reaktiver lonenplattierung abgeschieden sind, werden mit dem Kraftmikroskop untersucht. Die aus den Kraftmikroskop-Abbildungen bestimmte Oberflächentopografie wird mit Ergebnissen der Transmissions-Elektronen-Mikroskopie, einer Stylus-Technik und einer optischen, interferometrischen Methode verglichen. Unterschiede in der Rauhigkeit der Glasoberflächen werden beobachtet. Die Topografie der Ta₂O₅-Filme ist sehr stark durch die Rauhigkeit der Glasoberflächen bestimmt, während die Oberflächen der TiO₂-Filme nicht durch das Glassubstrat beeinflußt werden, was auf ein unterschiedliches Wachstumsverhalten der beiden Oxidfilme zurückgeführt wird.