薄膜材料物理--第二章薄膜的力學(xué)性質(zhì)(1)-預(yù)覽頁
【正文】 薄膜的主要力學(xué)性能： 附著性質(zhì) — 由薄膜成長的初始階段 內(nèi)應(yīng)力 機(jī)械性能 第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) 167。 現(xiàn)無統(tǒng)一的測(cè)量薄膜附著性能的準(zhǔn)確測(cè)量技術(shù) . 薄膜的附著性能直接與附著的類型、附著力的性質(zhì)、工藝、測(cè)量方法有關(guān)。 基片加熱法：加溫曲線（工藝） 離子轟擊法：先在基片上淀積一層薄 2030nm） 金屬膜，再用高能（ 100KeV）氬離子對(duì) 它進(jìn)行轟擊 實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散 再鍍膜 電場(chǎng)吸引法：在基片背面鍍上導(dǎo)體 加電壓 吸離子 濺射鍍膜比蒸發(fā)鍍膜附著牢，因?yàn)闉R射粒子動(dòng) 能大 擴(kuò)散。第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) 附著力的性能（性質(zhì)） 三種附著力： 范德華力、化學(xué)鍵力、靜電力（機(jī)械鎖合） (氫鍵） ① 范德華力（鍵能 ） 色散力 — 原子繞核運(yùn)動(dòng)中 → 瞬間偶極 → 相互作用 定向力 — 永久偶極矩之間的相互作用 誘導(dǎo)力 — 永久偶極矩的誘導(dǎo)作用 → 產(chǎn)生的力 與靜電力相比范德華力是短程力； 與化學(xué)鍵力相比，范德華力是長程力。 ① 基片材料的性質(zhì)對(duì)附著力影響很大 微晶玻璃上淀積鋁膜 → 氧化鋁與玻璃中硅氧 → 化學(xué)鍵 → 附著力強(qiáng)。 條帶法 三種可能： ①薄膜隨附著帶全部從基片上剝離下來； ②僅部分剝離下來； ③未剝離 → 說明薄膜附著好 → 定性測(cè)量 第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) 引拉法（定量測(cè)量） 用拉力機(jī)或離心、超聲振動(dòng)儀給樣品加上垂直拉力； 單位面積的附著力 fb=Fb/A 劃痕法 用尖端圓滑鋼針劃過薄膜表面，尖端半徑約為。薄膜的臨界負(fù)荷一般為幾 幾百克。在內(nèi)部自己產(chǎn)生的應(yīng)力。 在壓應(yīng)力作用下，薄膜內(nèi)部有向表面擴(kuò)散的趨勢(shì) → 過大 → 脫落。 ?按應(yīng)力性質(zhì)分：張應(yīng)力、壓應(yīng)力 ~PaPaPaPa????? ???????9常 786常 8難 熔 金 屬 膜 — 10金 屬 薄 膜 張 應(yīng) 力 貴 金 屬 膜 — 1 0 1 0易 熔 金 屬 膜 — 5 1 0介 質(zhì) 薄 膜 壓 應(yīng) 力 — 10 數(shù) 量 級(jí) 第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) 由于薄膜中的內(nèi)應(yīng)力分布是不均勻的，即薄膜內(nèi)各個(gè)分層的應(yīng)力大小不同 → 兩種內(nèi)應(yīng)力 ： 0, , ( )FFFFdFSSdddSdS dzdzS z dz S????????Fz平 均 應(yīng) 力 ： — 薄 膜 單 位 寬 度 的 應(yīng) 力 ， — 薄 膜 厚 度微 分 應(yīng) 力 ： — 在 z 處 ， 增 加 的 薄 層 中 單 位 寬 度 的 內(nèi) 應(yīng) 力第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) ? ?()1 F F S dFSdETTETT? ? ????? ? ? ???????(1) 熱 應(yīng) 力 ： 由 薄 膜 和 基 體 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 有 所 差 別 而 引 起 的 ， 是 可 逆 的 。 所 以 選 擇 基 片 和淀 積 薄 膜 溫 度 ， 使 薄 膜 處 于 壓 應(yīng) 力 狀 態(tài) 為 好 。生 長 應(yīng) 力 ： 來 源 于 薄 膜 在 生 長 過 程 中 所 形 成 的 各 種 結(jié) 構(gòu) 缺 陷 。B 、 當(dāng) 表 示 在 表 面 暴 露 的 時(shí) 間 內(nèi) ， 有 序 化 的 原 子 多 ， 因 而 只 有 少 數(shù) 的 缺 陷 被 埋 在 下 面 ， 所 以 薄 膜 的 生 長 應(yīng) 力 很 小 。 、 大 時(shí) ， 與 關(guān) 系 小 ；、 數(shù) 量 級(jí) ， 且 大 多 數(shù) 膜 室 溫 下本 征 應(yīng) 力 結(jié) 論 : 屬 張 應(yīng) 力 ；c 、 本 征 應(yīng) 力 不 太 依 從 于 基 片 材 料 。第 三 講 第二章 薄膜的力學(xué)性質(zhì) ?????????? ? ? ? ?????3 、 淀 積 過 程 對(duì) 薄 膜 內(nèi) 應(yīng) 力 的 影 響 影 響 因 素 ： 淀 積 方 式 、 熱 源 溫 度 、 淀 積 速 率 、 入 射 角 度 和 環(huán) 境 氣 氛 。 因 為 在 疏 松 的 薄 膜 中 ， 大 量 吸 附 空 氣 中 的 水分 和 氧 而 造
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