薄膜本身會對入射光選擇性地反射或吸收，其顏色是薄膜光學特性作用的結(jié)果。薄膜的顏色是由反射光產(chǎn)生的，因此需要考慮兩方面，即非透明薄膜材料對于可見光光譜的吸收特性而產(chǎn)生的本征顏色，以及透明或輕微吸收薄膜材料的多重反射而產(chǎn)生的干涉顏色。

1.本征顏色

    非透明薄膜材料對可見光光譜的吸收特性導致本征顏色的出現(xiàn)，其中最重要的過程是電子吸收光子能量發(fā)生躍遷。對于導電材料，電子在部分填充的價帶內(nèi)吸收光子能量躍遷到費米能級以上的非填充高能態(tài)，稱之為帶內(nèi)躍遷。對于半導體或絕緣材料，在價帶和導帶之間存在能隙，只有吸收能量大于能隙寬度的電子，才能跨越能隙從價帶躍遷到導帶，稱之為帶間躍遷。無論何種躍遷，都會導致反射光與吸收光的不一致，這種差異使材料呈現(xiàn)其本征顏色。能隙寬度大于可見光譜紫外極限的材料，如大于 3.5eV，對人眼是透明的。窄能隙材料的能隙寬度小于可見光譜的紅外極限，如小于 1.7eV，則呈現(xiàn)黑色。能帶寬度在中間區(qū)域的材料可以顯現(xiàn)出特征顏色。摻雜可以在能隙較寬的材料中引起帶間躍遷，摻雜元素在能隙之間創(chuàng)造了一個能級，將能隙分隔成兩個較小的能量區(qū)間，吸收較低能量的電子也可能發(fā)生躍遷，從而使原透明的材料呈現(xiàn)顏色。

2，干涉顏色

透明或輕微吸收薄膜材料對于光的多重反射使之呈現(xiàn)干涉顏色，干涉是波與波之間的疊加后振幅發(fā)生的相長或相消的變化。在生活中，水洼表面如果有一層油膜，可以觀察到該油膜呈現(xiàn)彩虹色，這就是典型薄膜干涉產(chǎn)生的顏色。在金屬基材上沉積一層很薄的透明氧化物薄膜，可以通過干涉獲得很多新穎的顏色。如果一束單一波長的光從大氣入射到透明層表面，一部分在薄膜表面發(fā)生反射，直接返回大氣；另一部分通過透明薄膜發(fā)生折射后，到達膜-基界面發(fā)生反射。然后繼續(xù)透射透明薄膜，在膜與大氣界面發(fā)生折射后返回大氣。二者將產(chǎn)生光程差，并發(fā)生疊加干涉。