Bài thuyết trình Các phương pháp thực nghiệm: Phương pháp phún xạ

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong phún xạ, năng lượng được chuyển từ ion đến nguyên tử target phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử, bứt những nguyên tử ra khỏi target. Để hiểu rõ hơn về điều này mời các bạn tham khảo bài thuyết trình Các phương pháp thực nghiệm: Phương pháp phún xạ sau đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Các phương pháp thực nghiệm: Phương pháp phún xạ

CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ NGƯỜI TRÌNH BÀY: Lê Trấn
Phún xạ Trong phún xạ, năng lượng được chuyển từ ion tới đến nguyên tử target, phá vở liên kết giữa các nguyên tử, bứt những nguyên tử ra khỏi target Tại sao sử dụng phương pháp phún xạ? Phún xạ có độ đồng điều trên diện tích lớn Dễ kiểm soát thành phần hợp chất Bề mặt target được rửa trước khi lắng đọng màng, nhằm tẩy các tạp chất bẩn trên bề mặt Hạn chế: quá trình lắng đọng ở chân không trung bình có thể làm tăng tạp hơn quá trình bốc bay.
Điều kiện cần cho phún xạ Target: Có độ nguyên chất cao là cần thiết Kích thước phải lớn hơn kích thước của đế để màng có độ đồng đều cao Nước làm nguội phía sau target Điều khiển nguồn ion Khí trơ được chuyển thành plasma để hoạt động như nguồn ion Điều khiển nguồn ion plasma bằng cách cung cấp năng lượng cho chùm ion
Chúng ta cần gì?  Chúng ta cần  Môi trường của hạt ion hóa (Plasma)  tạo ra plasma  gia tốc ion và điện tử  plasma là trạng thái thứ 4 của vật chất  Chứa các ion di chuyển tự do  Cả hạt mang điện âm và dương  Các nguyên tử ở trạng thái kích thích, năng lượng của chúng ở trạng thái cao, bán bền  Hạt nhân (do các phân tử bị đứt liên kết)  plasma có được khi năng lượng đủ cao
Sản sinh plasma  Hạt năng lượng cao sử dụng trong phún xạ được sản sinh bởi phóng điện  Aùp thế cao dc ngang qua khí loảng gây ra phóng điện Cái gì là cơ chế chuyển khí cách điện thành môi trường dẫn điện? Phóng điện Bứt những nguyên tử bề mặt nhiều nhất trong khi giảm tối đa những ion cấy vào target
Dẫn điện trong môi trường khí  Những vùng dẫn điện khác nhau trong môi trường khí  Hai vùng quan trọng  phóng điện Townsend  Phóng điện phát sáng
Phóng điện Townsend  Điện tử phân tán từ cathode được gia tốc hướng đến anode  Điện tử có năng lượng đủ, va chạm với các nguyên tử khí trung hòa (A)  Khoảng cách giữa hai điện cực phải đủ lớn cho phép điện tử duy trì đủ năng lượng  Cathode phải đủ rộng để ngăn cản sự mất mát điện tử  Chuyển đổi khí trung hòa thành ion dương (A+)  Hai điện tử được giải phóng e- + A  2e- + A+  Các hạt mang điện được nhân lên theo cấp số nhân  Quá trình này được gọi là phóng điện Townsend
Mối liên hệTownsend  i0 là dòng ban đầu  Mối liên hệ này liên quan đến dòng điện tích tăng đột biến do sản sinh điện tử thứ cấp e d i  i0 [1   (ed  1)]   đặc trưng cho xác suất ion hóa mỗi đơn vị chiều dài, phụ thuộc áp suất, điện trường và năng lượng ion hóa   đặc trưng cho bức xạ điện tử thứ cấp  Thác lũ xảy ra khi mẫu số làzero
Thác lũ  Thế đánh thũng là thế khi phóng điện townsend chuyển sang phóng điện corona : (Pashen’s law) APd VB  ln(Pd)  B A,B hằng số d là khoảng cách giữa hai điện cực P là áp suất  Aùp suất thấp:  Vài va chạm giữa điện tử và ion Hiệu suất điện tử thứ cấp là quá thấp thế VB cao hơn để duy trì phóng điện  Aùp suất cao hơn:  Va chạm đều đặn Điện tử không có năng lượng đủ lớn thế VB cao hơn
Đường cong Paschen
Thế mồi Thế ban đầu cần để hình thành nên plasma VS là một hàm của khí, áp suất và khoảng cánh bia – đế Khi tích p.d thấp, electron đạt đến anode mà không va chạm với khí. Vì thế, cần có thế cao hơn để điện tử gây đủ va chạm để plasma hình thành Thế VS cao hơn cũng cần tích p.d cao hơn, bởi vì điện tử va chạm với nguyên tử khí trước khi chúng nhận đủ năng lượng để gây ion hóa
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  A – B: Điện trường quét ion và điện tử, các hạt mang điện được tạo ra từ sự ion hóa do bức xạ môi trường.  Bức xạ môi trường xuất phát từ tia vũ trụ, vật liệu phóng xạ hay các nguồn khác.
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  B – C: Thế được tăng đủ lớn, tất cả những ion và điện tử được quét đi, và dòng điện được duy trì.  Dòng này phụ thuộc tuyến tính vào độ mạnh của nguồn phún xa, dòng bão hòa khi các hạt mang điện đều đạt đến các điện cực.ï
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  C – E: Thế tăng qua điểm C, dòng tăng theo hàm mũ.  Dòng tăng được gọi là phóng điện townsend.
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  E: Thác lũ điện tử xảy ra.
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  F – G khí vào vùng phóng điện bình thường, trong đo,ù thế hầu như không phụ thuộc dòng.
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  G-H: phóng điện bất thường  Sự bắn phá của ion rất lớn. Vùng này sử dụng cho phún xạ.
Đặc trưng I-V được hiệu chỉnh lại  H: phóng điện hồ quang. Cathode bị đốt nóng đến mức có thể phát xạ nhiệt điện tử.
Cấu trúc của phóng điện  Cấu hình này trình bày những vùng chính đặc trưng cho phóng điện phát sáng.  Những vùng được mô tả như “phát sáng" bức xạ ánh sáng còn những vùng có tên “không gian tối" không co bức xạ ánh sáng
Cấu trúc của phóng điện Những thành phần chính của plasma dc Vùng sáng là vùng ở đó điện tử tương tác với nguyên tử bị kích thích và ion, năng lượng mất mát do phát sáng Màu của ánh sáng là hàm của khí(năng lượng ion hóa của nguyên tử và phân tử) Điện tử nhận quá nhiều năng lượng Phát quang giảm vì sự chuyển mức năng lượng đến nguyên tử không tương thích với mức ion hóa Vùng tối là vùng ở đó nguyên tử khí trung hòa tồn tại Không có ánh sáng bởi vì ion hóa và kích thích không xảy ra