納米薄膜材料pvppt課件-wenkub
2023-05-27 12:52:27 本頁面
【正文】 熱 蒸 發(fā) ， 這 種 方 法 稱 為 蒸 發(fā) 鍍 膜Evaporation ； ?用具有一定能量的粒子轟擊靶材料 ， 從靶材上擊出沉積物原子 ， 稱為濺射鍍膜 Sputtering。 B：在納米粒子間有較多的孔隙或無序原子或另一種材料，即納米復(fù)合薄膜 由特征維度尺寸為納米數(shù)量級（ 1－ 100nm）的組元鑲嵌于不同的基體里所形成的復(fù)合薄膜材料。 2 器件的微型化不僅可以保持器件原有的功能，并使之 更強(qiáng)化 ，而且隨著器件的尺寸減小并接近了電子或其他粒子量子化運(yùn)動的微觀尺度，薄膜材料或其器件將顯示出許 多全新的物理現(xiàn)象 。薄膜材料受到重視的原因在于它往往具有特殊的 材料性能或材料組合 。 返回 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 薄膜材料之所以能夠成為現(xiàn)代材料科學(xué)各分支中發(fā)展最為迅速的一個分支，至少有以下三個方面的原因 ∶ 1 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，打破了過去體材料的一統(tǒng)天下。薄膜技術(shù)作為器件微型化的關(guān)鍵技術(shù)，是制備這類具有新型功能器件的有效手段。 “納米復(fù)合薄膜” 按用途可分為兩大類： a:納米復(fù)合 功能 薄膜 b:納米復(fù)合 結(jié)構(gòu) 薄膜 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 a:納米復(fù)合 功能 薄膜： 利用納米粒子所具有的光、電、磁方面的特異性能，通過復(fù)合賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)薄膜所沒有的功能。 (1)氣相物質(zhì)的產(chǎn)生 目的： 避免氣體碰撞妨礙沉積物到達(dá)基片 。 若在沉積過程中 ， 沉積物原子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化合物膜 ， 稱為 反應(yīng)鍍 。 基片設(shè)在蒸氣源的上方阻擋蒸氣流 ， 蒸氣則在基片上形成凝固膜 。 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ? 將鎢絲繞制成各種直徑或不等直徑的螺旋狀 即可作為加熱源。 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 對于鎢絲不能加熱的物質(zhì)， 如一些材料的粉末，則用 難熔金屬板支撐 的加熱器。顯然，后者要求被加熱物或坩堝有一定的導(dǎo)電性。 反之，若膜材料于加熱材料 不浸潤 ，膜材料將融為一個液球，成為 點(diǎn)蒸發(fā)源 ，如果 加熱器的形狀不合適液球?qū)募訜崞魃厦撀湎聛?，使蒸鍍失敗。坩堝通常要水冷。在電子束加工中，必須注?X射線輻射對人體的危害。 3)蓋好鐘罩，抽真空 ，達(dá)到蒸發(fā)鍍膜的真空要求（ 104Pa左右）。 7)蒸膜厚度達(dá)到要求以后，把擋板撥回原位，依次關(guān)閉鍍膜材料、基片的加熱電源，等基片冷卻到室溫左右，關(guān)閉真空泵，開啟鐘罩，取出樣片進(jìn)行測試。 ?③合金膜的制備 可采用兩種方式 （ p53圖 ） 單電子束蒸發(fā)源沉積 多電子束蒸發(fā)源沉積 蒸鍍法制取化合物膜的限制因素 : 1)大多數(shù)的化合物在 加熱蒸發(fā)時會全部或部分分解 。 ) 2) 與坩堝材料反應(yīng)從而改變膜層成分。 ⑤分子束外延 (Molecular Beam Epitaxy) （ MBE） MBE生長原理 在一定的單晶基體上材料襯底上 ， 沿著襯底的某個指數(shù)晶面向外延伸生長一層單晶薄膜 ， 如外延膜在同一材料上生長 ， 稱為 同質(zhì)外延 ， 如果外延是在不同材料上生長則為 異質(zhì)外延 。 B：外延生長一般可在低溫下進(jìn)行。 缺點(diǎn)： 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 裝置： 工作室 分子束噴射源 超高真空系統(tǒng) 各種監(jiān)控儀器 將制備薄膜所需要的物質(zhì)和摻雜劑分別放入系統(tǒng)中若干噴射源的坩堝內(nèi)，加熱使物質(zhì)熔化產(chǎn)生相應(yīng)的分子束。先后在日本神戶大學(xué)， 瑞典 Chalmer大學(xué)做博士后 ?，F(xiàn)在 美國普林斯頓大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位 。 龔政， 2022年春季畢業(yè)，理學(xué)博士學(xué)位， 讀研期間曾獲得中科院劉永齡獎 。 同時由于在蒸發(fā)過程中，高能激光光子將能量直接傳給被蒸發(fā)的原子，因而激光蒸發(fā)法的粒子能量一般顯著高于其它的蒸發(fā)方法。 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 Laser Ablation薄膜沉積裝置 (or Laser deposition) 準(zhǔn)分子激光 (KrF、 248nm、25J/cm2) 蒸鍍只用于鍍制對 結(jié)合強(qiáng)度要求不高 的某些功能膜 ， 例如用作電極的導(dǎo)電膜 、 光學(xué)鏡頭用的增透膜等 。（離子束要由特制的離子源產(chǎn)生，離子源結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價格較貴，只是在用于分析技術(shù)和制取特殊的薄膜時才采用離子束濺射。 ①直流二級濺射 ②三級和四極濺射 ③射頻濺射 ④磁控濺射 ⑤合金膜的鍍制 ⑥化合物膜的鍍制 ⑦離子束濺射 濺射方法： 靶材為良導(dǎo)體的濺射 適合任何一類靶材的濺射 沉積溫度低，沉積速率高 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 直流濺射沉積裝置示意圖 接通電源，陰極靶上的負(fù)高壓在兩極間產(chǎn)生輝光放電并建立起一個等離子區(qū) 帶正電的 Ar離子 加速轟擊陰極靶，使靶物質(zhì)表面濺射 ，并以分子或原子狀態(tài)沉積在基片表面，形成靶材料的薄膜。 納米材料及納米工藝
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