Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Nghiên cứu tính chất quang điện của màng TiN

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Nghiên cứu tính chất quang điện của màng TiN sau đây bao gồm những nội dung về giới thiệu màng TiN; các phương pháp xác định tính chất của màng; ứng dụng từ một số tính chất của màng TiN.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Nghiên cứu tính chất quang điện của màng TiN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG MÔN : CÁC PP THỰC NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN CỦA MÀNG TiN GVHD : TS Lê Trấn HVTH : Phạm Văn Thịnh
NỘI DUNG I. GIỚI THIỆU MÀNG TiN II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA MÀNG III.ỨNG DỤNG TỪ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG TiN 1. Màng phản xạ trong hệ màng đa lớp 2. Màng TiN trên dụng cụ cắt gọt
I. GIỚI THIỆU MÀNG TiN Một số tính chất của màng TiN : • Màng TiN là vật liệu có màu của kim lọai vàng, độ cứng cao (21 - 24 GPa) • Chịu nhiệt cao (nhiệt nóng chảy là 29500C) • Chống ăn mòn cao, oxy hóa chậm (bắt đầu oxy hóa ở 8000C) và có điện trở suất khá nhỏ (20 - 30µΩ.cm) • Độ phản xạ cao trong vùng hồng ngoại, chiết suất thấp và hệ số tắt cao
Cấu trúc tinh thể của TiN: Có cấu trúc của muối ăn (NaCl) : • Ti lấp đầy những vị trí trong mạng lập phương tâm mặt (fcc) • N lấp đầy vị trí bát diện
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA MÀNG 1. Xác định thông số quang học • 1.1. Phương pháp phổ truyền qua - Xác định được các thông số quang học của màng mỏng (độ dày, chiết suất, hệ số hấp thụ, hệ số tắt…) tiến hành xác định phổ truyền qua của màng. Từ các thông số của phổ truyền qua thu được và bằng pp tính toán ta sẽ xác định được các thông số quang học của màng. - Sử dụng máy quang phổ truyền qua Hewlett Packard
1.2. Phương pháp Ellipsometry rp  tan ei rs
Chiết suất n, hệ số tắt k của TiN thay đổi theo bước sóng.
2. Phương pháp xác định cấu trúc màng • 2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X Công thức Sherrer: 0.9 b (2 ) cos 
2.2. Phương pháp Stylus
2.3. Phép đo hiệu ứng Hall    FL  q.(VD  B ) Ở trạng thái cân bằng: q E y  q  E x Bz  E y   E x Bz Ey .Ex .Bz   1 Ta có : RHall   RHall     Bz . jx  .Ex .Bz  q.n. q.n
2.4. Phương pháp sử dụng phần mềm khớp phổ Scout • Mục đích: Xđ độ dày, chiết suất, độ rộng vùng cấm, điện trở suất, nồng độ hạt tải và độ linh động. • Nguyên tắc: - Khai báo các dữ liệu - Xđ loại phổ cần khớp, vẽ phổ lý thuyết của nó dựa trên các thsố đã khai báo - Chọn các thsố muốn khớp sao cho phổ lí thuyết trùng với phổ thực nghiệm nhất. - Thay đổi dần các thsố để kết quả khớp là tốt nhất. Từ đó ta xđ được các thsố của màng.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA MÀNG 3. Xác định điện trở suất • 3.1. Phương pháp đo điện trở vuông   R .d
3.2. Phương pháp đo bốn mũi dò   Rs .d Với :  U Rs  . .G ln 2 I G : Số hiệu chỉnh (tùy thuộc vào hình dạng và kích thước của mẫu)
III. ỨNG DỤNG • TiN được ứng dụng trong những lĩnh vực sau: • Màng phản xạ hồng ngoại trong hệ màng đa lớp. • Màng cứng phủ trên những dụng cụ cắt gọt, khoan, cưa, nghiền… • Màng chống ăn mòn. • Hàng rào khuyếch tán trong vi mạch và công nghệ IC • Trang trí trên kim loại, oxit kim loại
1. Màng phản xạ trong hệ màng đa lớp 1.1. Giới thiệu 1.2. Thực nghiệm và kết quả • 1.2.1.Tính chất điện • 1.2.2.Tính chất quang 1.3. Kết luận
1.1. Giới thiệu Màng gương nóng truyền qua: • Màng có độ truyền qua cao ở vùng khả kiến (bước sóng: 380nm ≤ λ ≤ 760nm) và phản xạ cao ở vùng hồng ngoại ( λ ≥ 760nm). • Mục đích: Tiết kiệm điện năng tiêu thụ từ lò sưởi (vùng khí hậu lạnh) và từ máy lạnh (vùng khí hậu nóng) là vấn đề đang được quan tâm nhiều hiện nay
Ba hướng tạo màng gương nóng truyền qua: • Màng dẫn điện như: Bạc, vàng và đồng..(màng kim loại thường không bền về nhiệt, cơ và hóa học) • Màng bán dẫn có độ phản xạ cao ở vùng hồng ngọai như: MgO, ZnO, NiO, SiO..(Màng bán dẫn phản xạ cao ở vùng bước sóng λ> 2000nm) • Màng đa lớp điện môi- kim loại -điện môi : SiO2/Al/SiO2, Al2O3/Mo/Al2O3, TiO2/Ag/TiO2, Al2O3/Cu/Al2O3…
Màng đa lớp TiO2/TiN/TiO2 • Màng đa lớp có khả năng khắc phục được nhược điểm của màng bán dẫn pha tạp là có vùng bước sóng phản xạ rộng λ> 760 nm nhưng bền hơn màng kim loại về cơ, nhiệt và hóa học. • TiO2 có chiết suất cao nên khử phản xạ tốt và nó là màng có độ bền cơ học cao • TiN có độ bền cơ học, hóa học lẫn nhiệt học rất cao
1.2. Thực nghiệm và kết quả Phương pháp phún xạ phản ứng Magnetron DC • Hệ chân không có áp suất tới hạn 10-4 torr • Bia Titanium, độ tinh khiết 99.6%, kích thước bia 100x100x6(mm). • Khí làm việc Argon (99.99%) và khí hoạt tính Nitơ (99.99%),tỉ lệ khí N2 so với Ar thay đổi từ 5% từ 15%. • Hệ Magnatron có kích thước 119x119x51(mm), từ trường do nam châm vĩnh cửu Ferit (350 Gauss)
Phún xạ phản ứng Magnetron DC: