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真空镀膜实验报告

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摘 要:真空镀膜也叫物理气相沉积(PVD:physics vaporous deposit),它是利用某种物
理过程,如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象,实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。本实验中用到的是蒸发镀膜法来进行真空镀膜。从而了解真空镀膜的原理和操作。
引 言:真空镀膜也叫物理气相沉积(PVD:physics vaporous deposit),它是利用某种物
理过程,如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象,实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。在薄膜沉积技术发展的最初阶段,由于蒸发法相对溅射法具有一些明显的优点,包括较高的沉积速度,相对较高的真空度以及由此导致的较高的薄膜质量等,因此蒸发法受到了相对较大程度的重视。但另一方面,溅射法也具有自己的一些优势,包括在沉积多元合金薄膜时化学成分容易控制,沉积层对衬底的附着力较好等。同时,现代技术对于合金薄膜材料的需求也促进了各种高速溅射方法以及高钝靶材,高钝气体制备技术的发展,这些都使得溅射法制备的薄膜质量得到了很大的改善。如今,由于气相中各组分能够充分的均匀混合,制备的材料组分均匀,易于掺杂,制备温度低,适合大尺寸薄膜的制备,并且能够在形状不规则的衬底上生长薄膜等优点,不仅上述两种物理气相沉积方法已经大量应用于各个技术领域之中,而且为了充分利用这两种方法各自的优点,还开发出了许多介于上述两种方法之间的新的薄膜沉积技术。


IP属地:越南1楼2014-05-01 15:46回复
    实验部分
    动手操作前认真学习讲义及有关资料,熟悉镀膜机和有关仪器的结构及功能、操作程序与注意事项。
    (1)准备基底:清洗载玻片,在洁净的载玻片上均匀涂上硅油。
    (2)镀膜室的清理与准备。先向钟罩内充气一段时间,然后升钟罩,装好基片、电极钨丝
    和铝丝,清理镀膜室(壁上的沉积物可以用丙酮清洗),降下钟罩。
    (3)把需要蒸镀的材料银放入真空室中的钼舟中,并在真空室顶部装好基底,关好真空室。 (4)开机械泵,开启复合真空计中的电偶计(注意电离计保持关闭状态) (5)间隔的拉动三通阀,使得储气桶和真空室的真空度底于6.7pa。
    (6)打开冷却水,加热油扩散泵越为40分钟。(在保证4、5随即正常进行的前提下,4、6
    可以同时进行,以节省时间。否则必须在5进行后才能进行6。 (7)将三通阀推至死点,开启高真空碟阀。
    (8)当热偶计示数小于0。1pa时,开启电离计,转向高真空测量。
    (9)注意电离计示数的变化,同时电离计转换测量档。直到达到所需的压强为止(约为
    231010pa)。
    (10)开启版面上的“镀膜”逐渐转动“灯丝—镀膜调节”加大电流,给钼舟电,钼舟渐渐
    发红,舟中的蒸发物开始液化,逐渐蒸发完。过几秒时间,关掉电流和镀膜开关。 (11)关掉电离计,关碟阀。
    (12)停止油扩散泵加热,关复合真空计。
    (13)冷却数分钟之后,对真空室冲气,打开真空室,取出被镀样品。 (14)关好真空室,对容器抽低真空3—5分钟。 (15)在显微镜下观察液面薄膜。
    (16)油扩散泵冷却至室温后,停止机械泵,切断水源和电源,全部工作完成。


    IP属地:越南3楼2014-05-01 15:48
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      2025-05-20 00:03:07
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      实验结论
      实验中完成真空的获得后,开始镀膜,慢慢调大镀膜电流,发现真空室慢慢出现红光, 观察到红光被部分遮挡或者从侧面看出现类似镜子侧面的紫光时,镀膜完成。第一次实验失败,发现玻片上只有很薄的镀膜痕迹,经过分析,原因在控制镀膜电流时操之过急,导致金属锡丝没有全部熔化,熔断后掉落在真空室中。第两次实验大致成功,分析镀膜成果(见实验数据中的图片),发现镀膜比较清晰,厚度可以,只是出现不均匀现象。经分析我认为,原因是在放置金属锡丝的使用,钨丝一侧较多,一侧比较少,加之金属锡丝是线性的,导致镀膜出现不均匀的现象。
      实验所得镀膜电流为40A,由于镀膜过程中包含金属锡丝熔化过程,且肉眼无法直接观察真空室内金属锡丝,只能定性的观察因而40A可能并不是真正的镀膜电流,是靠主观定性观察所得。
      本实验在上个学期的实验基础上,加上了镀膜部分,总体思想是学习一种方法,见识一项工艺,领会一门技术。通过实验,我们大致了解了实验中的各项操作,明白了各步实验操作的目的,对于实验理论的理解也更加深刻了。


      IP属地:越南4楼2014-05-01 15:48
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