納米薄膜材料pvppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-18 12:52本頁(yè)面
【正文】 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。 D：對(duì)薄膜進(jìn)行原位檢測(cè)分析，嚴(yán)格控制薄膜的生長(zhǎng)及性質(zhì)。 B：外延生長(zhǎng)一般可在低溫下進(jìn)行。可在原子尺度上精確控制外延厚度，摻雜和界面平整度的超薄層薄膜制備技術(shù)。 ⑤分子束外延 (Molecular Beam Epitaxy) （ MBE） MBE生長(zhǎng)原理 在一定的單晶基體上材料襯底上 ， 沿著襯底的某個(gè)指數(shù)晶面向外延伸生長(zhǎng)一層單晶薄膜 ， 如外延膜在同一材料上生長(zhǎng) ， 稱(chēng)為 同質(zhì)外延 ， 如果外延是在不同材料上生長(zhǎng)則為 異質(zhì)外延 。 例如鍍制 TiC是在蒸鍍 Ti的同時(shí) ， 向真空室通人乙炔氣 ， 在基片上發(fā)生以下反應(yīng) ， 而得到 TiC膜層： 2Ti+C2H2一 2TiC+H2 以 蒸鍍?yōu)榛A(chǔ) 發(fā)展起來(lái)的分子束外延技術(shù)和設(shè)備 ，經(jīng)過(guò)十余年的開(kāi)發(fā) ， 近年來(lái)已制備出各種 Ⅲ — V族化合物的半導(dǎo)體器件 。 ) 2) 與坩堝材料反應(yīng)從而改變膜層成分。 (但有一些化合物，如氯化物、硫化物、硒化物和碲化物，甚至少數(shù)氧化物如 B20Sn02， 可以采用蒸鍍。 ?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(shí)會(huì)全部或部分分解 。 2)樣片取出前要冷卻樣片到室溫左右。 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(kāi)啟鐘罩，取出樣片進(jìn)行測(cè)試。 5)預(yù)熔鍍膜材料 。 3)蓋好鐘罩，抽真空 ，達(dá)到蒸發(fā)鍍膜的真空要求（ 104Pa左右）。 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 圖 1 :薄膜由均勻的微小晶粒組成 . 圖中膜層表面的裂紋是由于基底 Ta 表面具有一定的粗糙度造成的 . 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 蒸鍍實(shí)驗(yàn)步驟 : 1)基片清洗以及安裝： 對(duì)薄膜基片，先用水洗掉灰塵，再用超聲波清洗干凈，取出后用高純度氮?dú)獯蹈?，把干凈的基片放在樣品架指定位置。在電子束加工中，必須注?X射線輻射對(duì)人體的危害。 此種方法適用于多種膜材料，尤其適用于高熔點(diǎn)的物質(zhì)。坩堝通常要水冷。 不能 沉積 合金 (因不同元素蒸 發(fā) 速率不同 ) 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ? 用電子束法加熱將避免電阻法的缺點(diǎn)。 反之，若膜材料于加熱材料 不浸潤(rùn) ，膜材料將融為一個(gè)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?lái)，使蒸鍍失敗。 大多數(shù)膜材料在熔化后將于加熱材料 浸潤(rùn) 。顯然，后者要求被加熱物或坩堝有一定的導(dǎo)電性。 B:舟狀加熱器 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ?電阻加熱法：依靠 纏于坩堝外 的電阻絲加熱。 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(duì)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。 電阻材料的要求 ∶ 耐高溫、高溫下蒸汽壓低、不與被蒸發(fā)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、無(wú)放氣現(xiàn)象和其它污染、合適的電阻率。 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。 (1)蒸鍍?cè)? 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ?① 電阻加熱蒸鍍 ?② 電子束加熱蒸鍍 ?③ 合金膜的制備 ?④ 化合物膜的制取 ?⑤ 分子束外延 ? ⑥ 激光蒸發(fā)鍍膜 (2)蒸鍍方法 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ?電阻法是用高熔點(diǎn)金屬做成適當(dāng)?shù)男螤畹募訜崞?，并將膜材料放在上面加熱?利用電流的熱效應(yīng) 使加熱器溫度達(dá)到材料蒸發(fā)的溫度， 膜材料蒸發(fā)并淀積在基板上。 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 。 (3)氣相物質(zhì)的沉積 定義： 在高真空中用加熱蒸發(fā)的方法使源物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣相 ，然后凝聚在基體表面的方法 。 若在沉積過(guò)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(chēng)為 反應(yīng)鍍 。 (2)氣相物質(zhì)的輸運(yùn) 在真空中進(jìn)行 氣相物質(zhì)在基片上的沉積是一個(gè)凝聚過(guò)程 。 (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 。 2) 溶膠 凝膠法 3)電鍍法 化學(xué)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 金屬有機(jī)物化學(xué)沉積 納米材料及納米工藝 第 三 章 納米薄膜材料 材料化學(xué) 系 ?厚度均勻度 ?表面平坦度粗糙度 ?成分晶粒尺寸
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