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离子溅射仪阅读:55

离子溅射仪,是采用离子溅射的方式进行镀膜的仪器。

系统特点

  1.过流、真空保护被内置,当溅射电流过高或真空较差时自动中断,非常的可靠和安全。

  2.微调阀的灵敏度相当的高,能够对气体流量进行精确地控制。

  3.翻盖式设计为靶材组件所采取,能够简洁和方便地进行操作。

  4.用户使用向导和说明书被内置,用户操作起来非常方便。

  5.微处理器为离子溅射仪所采用来进行控制,有着非常高的自动化程度,能够精确地进行控制,操作起来也比较容易。

  6.5英寸彩色触摸屏,能够对真空度、溅射电流、设定溅射时间、剩余溅射时间、膜厚估算等进行实时显示。

  7.能够对金、银、铜、铂等常用靶材进行溅射。

  8.能够对设备运行时间、靶材使用时间进行实时显示,使得对设备情况的了解较为方便。

工作原理

  离子溅射仪的原理主要涉及物理气相沉积方法,通过在真空室内通入惰性气体(如氩气),在高压下辉光放电,使气体离子在强电场作用下轰击膜料制成的阴极靶,从而使表面的原子被溅射出来,并沉积在基体上形成薄膜。这一过程利用了物理气相沉积(PVD)技术,其中靶材原子或原子簇因获得足够的能量而从靶材表面脱离,随后通过与等离子体中的残余气体碰撞,以不同的方向落在样品表面,从而在粗糙的样品表面形成厚度均匀的金属薄膜,且与样品具有较高的结合强度。

  离子溅射仪的工作原理还包括在靶阴极表面引入磁场,利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度,从而增加溅射率,实现低气压下进行高速溅射膜。此外,通过无油隔膜泵和分子泵组产生一个洁净的真空压强(如10^-3Pa),通常抽真空时间小于5分钟,以确保溅射过程的效率和薄膜的质量。

  离子溅射仪的操作涉及直流冷阴极二极管式结构,其中靶材处于常温状态,加负高压1-3kV,阳极接地。当接通高压时,阴极发射电子,电子能量增加到1-3keV,轰击低真空中(3-10Pa)的气体,使其电离。激发出的电子在电场中被加速,继续轰击气体,产生联级电离,形成等离子体。离子以1-3keV的能量轰击阴极靶,当其能量高于靶材原子的结合能时,靶材原子或原子簇脱离靶材,形成薄膜沉积在样品表面。

使用方法

  1. 准备工作

  在使用离子溅射仪之前,需要进行设备初始化和样品清洁。对于样品表面存在杂质或污垢的情况,需要事先对样品进行清洗和处理。

  2. 选择离子源和设置参数

  离子溅射仪通常具备多种不同种类的离子源可供选择,需要根据实验需求和样品性质选择合适的离子源。并设置离子的加速电压、束流密度等参数,以及溅射时间等参数。

  3. 安装样品和开始溅射

  将样品粘贴在样品架上,并调整样品与离子束之间的距离。然后,打开离子源,开始溅射材料表面。在溅射过程中,可以根据需要对参数进行微调。

  4. 前处理和表征分析

  在离子溅射结束后,需要对样品进行一定的前处理工作。包括表面清洗、退火处理等。随后,可以进行各种表征分析,如X射线衍射、扫描电子显微镜等。

注意事项

  1. 在使用离子溅射仪之前,需要了解设备的使用方法和特性,并遵守相关的操作规程和安全要求。

  2. 在选择离子源和设置参数时,需要根据实验需求和样品性质进行合理的选择和调整。

  3. 在样品安装和调整时,需要注意样品与离子束之间的距离和角度,以避免离子束的偏移或聚焦不良。

  4. 溅射过程中需要保持目标表面和离子源之间的干净,并定期清理反射罩和离子源。

  5. 在前处理和表征分析过程中,需要按照操作规程进行操作,并注意安全要求和防护措施。

应用场景

  1.材料科学

  离子溅射仪可以用于研究材料表面的化学成分和结构等信息,对于材料的制备、表面改性、性质优化等方面具有非常重要的意义。

  2.表面科学

  离子溅射仪可以用于研究表面的形貌、化学成分、结构等信息,对于材料的表面改性、附着性、耐蚀性等方面具有非常重要的意义。

  3.纳米科技

  离子溅射仪可以用于制备和研究纳米材料,对于探究纳米级别下材料的物理、化学性质等方面具有非常重要的意义。

  4.光学涂层

  离子溅射仪可以用于制备和研究光学涂层,如抗反射涂层、反射镜等,对于提高光学元件的性能具有非常重要的意义。

  5.电子器件制造

  离子溅射仪可以用于制备电子器件,如磁性存储器、太阳能电池等,对于提高电子器件的性能具有非常重要的意义。

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