Exploration of co-sputtered Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>–ZrO<sub>2</sub> thin films for gravitational-wave detectors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We report on the development and extensive characterization of co-sputtered tantala–zirconia (Ta 2 O 5 -ZrO 2 ) thin films, with the goal to decrease coating Brownian noise in present and future gravitational-wave detectors. We tested a variety of sputtering processes of different energies and deposition rates, and we considered the effect of different values of cation ratio η = Zr/(Zr + Ta) and of post-deposition heat treatment temperature T a on the optical and mechanical properties of the films. Co-sputtered zirconia proved to be an efficient way to frustrate crystallization in tantala thin films, allowing for a substantial increase of the maximum annealing temperature and hence for a decrease of coating mechanical loss φ c . The lowest average coating loss was observed for an ion-beam sputtered sample with η = 0.485 ± 0.004 annealed at 800 °C, yielding <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mover accent="true"> <mml:mrow> <mml:mi>φ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1.8</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> rad. All coating samples showed cracks after annealing. Although in principle our measurements are sensitive to such defects, we found no evidence that our results were affected. The issue could be solved, at least for ion-beam sputtered coatings, by decreasing heating and cooling rates down to 7 °C h −1 . While we observed as little optical absorption as in the coatings of current gravitational-wave interferometers (0.5 parts per million), further development will be needed to decrease light scattering and avoid the formation of defects upon annealing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».