实验十二真空镀膜
真空镀膜实验报告数据分析
真空镀膜实验报告数据分析终结版真空镀膜实验报告真空工艺品镀膜摘要：通过在真空中对玻璃片进行镀膜，来了解真空镀膜的原理及具体操作。
通过自己选材，设计，镀膜等一系列的过程，来提高自我的分析问题和解决问题的能力。
关键字：真空度；镀膜；原子转移1引言真空镀膜指在真空中将金属或金属化合物沉积在基体表面上，从技术角度可分40年代开始的蒸发镀膜、溅射镀膜和70年代才发展起来的离子镀膜、束流沉积等四种。
真空镀膜有以下优点：(1)、它可以用一般的金属（铝、铜）代替日益缺乏的贵重金属（金、银）并使产品降低成本，提高质量，节省原材料。
(2)、由于真空分子碰撞少，污染少，可获得表面物理研究中所要求的纯洁、结构致密的薄膜。
(3)、镀膜时间和速度可以准确的控制，所以可以得到任意厚度均匀或非均匀薄膜。
(4)、被镀件和蒸镀物均可以是金属或非金属，镀膜时被镀件表面不受损坏，薄膜与基体具有同等的光洁度[1]。
可以这样说，真空镀膜实验在某种意义上讲奠定了薄膜材料的基础，真空镀膜实验也成为近代物理实验或材料专业实验的重要一分子，它成为学生了解真空现象，掌握真空技术、应用真空条件进行工作的一把钥匙[2]。
2真空蒸发镀膜原理任何物质在一定温度下，总有一些分子从凝聚态（固态、液态）变为气态离开物质表面，但固体在常温下，这种蒸发量是极小的。
如果将固体材料置于真空中加热至材此材料蒸发温度时，在汽化热作用下材料的分子或原子具有足够的热振动能量去克服固体表面间的吸引力，并以一定的速度逸出变成气态分子或原子向四周迅速蒸发散射。
当真空度高，分子自由程λ远大于蒸发器与被镀物的距离d时[一般要求=(2~3)d],材料的蒸气分子在散射途中才能无阻挡地直线到达被镀物和真空室表面。
在化学（化学键引力起的吸附）作用下，蒸气分子就吸附在基片表面上。
当基片表面温度低于某一临界温度，则蒸气分子在其表面凝结，即核化过程，形成“晶核”。
当蒸气分子入射到基片上的密度较大时，晶核逐渐长大，而成核数目并不显著增多。
真空镀膜实验报告
真空镀膜实验报告真空镀膜实验报告摘要：本实验在获得真空环境的基础上，在真空室内进⾏镀膜。
在实验中需要复习获得真空的步骤和注意事项，学会使⽤蒸发镀膜设备，和在玻璃上镀锡的操作⽅法。
关键词：真空镀膜蒸发镀膜引⾔：真空镀膜⼜叫物理⽓相沉积，它是利⽤某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒⼦束轰击时物质表⾯原⼦的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原⼦转移过程。
物理⽓相沉积技术中最为基础的两种⽅法就是蒸发法和溅射法。
在薄膜沉积技术发展的最初阶段，由于蒸发法相对于溅射法具有⼀些明显的优势，包括较⾼的沉积速度，相对较⾼的真空度以及由此导致的较⾼的薄膜质量等，因此蒸发法受到了相对教⼤程度的重视。
但另⼀⽅⾯，溅射法也有⾃⼰的优势，包括在沉积多元合⾦薄膜时化学成分容易控制，沉积层对衬底的附着⼒较好等。
真空镀膜的操作是将固体材料置于真空室内，在真空条件下，将固体材料加热蒸发，蒸发出来的原⼦或分⼦能⾃由地弥布到容器的器壁上。
当把⼀些加⼯好的基板材料放在其中时，蒸发出来的原⼦或分⼦就会吸附在基板上逐渐形成⼀层薄膜。
正⽂：⼀、实验原理1、真空泵简介（1）机械泵机械泵通过不断改变泵内吸⽓空腔的容积，使被抽容器内⽓体的体积不断膨胀压缩从⽽获得真空，常⽤的是旋⽚式机械泵。
它主要由定⼦、转⼦、旋⽚、弹簧等组成。
机械泵的极限真空度为Pa 110 ，它主要由机械泵油的饱和蒸汽压和泵的机械加⼯精度决定的。
当达到极限真空度时，抽⽓和漏⽓的速度相等，真空度不再变化。
如果将两个机械泵组合起来，可以将真空度提⾼⼀个数量级。
旋⽚式机械泵使⽤注意：1）检查油槽中油液⾯的⾼度是否符合规定，机械泵转⼦的转动⽅向与规定⽅向是否⼀致；2）机械泵停⽌⼯作时，要⽴即使进⽓⼝与⼤⽓相通，防⽌回油现象。
这步由机械泵上的电磁阀⾃动进⾏。
3）机械泵不宜⼯作过长，否则会影响使⽤寿命。
（2）扩散泵扩散泵利⽤⽓体扩散现象来抽⽓的。
利⽤⾼速定向喷射的油分⼦在喷嘴出⼝处的蒸汽流中形成⼀低压，将扩散进⼊蒸汽流的⽓体分⼦带⾄泵⼝被前级泵抽⾛。
真空镀膜实验报告
-3 p/10 Pa
T/s
33 36 39 42 45 48 51
p/10-3Pa
13.4 13.8 14.2 14.0 14.0 14.3 14.3
T/s
63 66 69 72 75 78 81
p/10-3Pa
14.4 14.5 14.6 14.7 14.9 15.0 15.2
T/s
93 96 99 102 105 108 111
600 630 660 690 720 750 780 810 840 870
21.1 20.3 19.8 19.3 18.7 18.3 17.8 17.4 17.0 16.6
1500 1530 1560 1590 1620 1650 1680 1710 1740 1770
11.6 11.4 11.3 11.1 11.0 10.8 10.7 10.6 10.4 10.3
p/10-3Pa
8.1 8.1 8.1 8.1 8.1 8.0
T/s
63 66 69 72 75 78
p/10-3Pa
7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9
T/s
93 96 99 102 105 108
p/10-3Pa
7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9
8.0 8.0 8.0 7.9 8.0 8.0
钨钼合金电阻加热器, 用于蒸发浸润的紫铜材料。蒸发温度约 1084.4 ◦C。 b) 溅射法：
通过气体辉光放电产生的正离子轰击靶材表面，是原子或分子由靶材表面 直接溅射飞出，在基片上得到与靶材基本一致的薄膜。
实验内容
1. 取 20cm 的钼丝和 3cm 长的铜丝，分别用砂纸打磨、用水冲洗。
2. 将钼丝往螺丝钉上缠绕，制成螺旋电阻加热器，并将其两段牢固地连接到真 空室里的蒸发电极上。将打磨好的铜丝对折放入钼丝的螺旋管中。 3. 取一基片，用滤纸抹干净后置于载物台上。把内筒罩在载物台周围。用酒精 棉签、刷子、洗耳球等清理真空室的底部尤其是橡胶密封圈，保证良好的密 封性，然后将玻璃罩安装就位。 4. 抽真空： 直接按下高真空键。 当分子泵开始工作后, 打开蒸发选择开关以测试 钨钼电阻丝已经正常接入电路。当分子泵转速达到 704r/s 并保持该转速时， 开始每 30s 记录一次压强 P，直到压强降到 8×10-3Pa。
真空镀膜工艺的原理与实践实验报告
真空镀膜工艺的原理与实践实验报告实验报告实验名称：真空镀膜工艺的原理与实践实验目的：了解真空镀膜的工艺原理和过程，拓展学生视野锻炼其动手能力。
实验装置：本实验采用北京中科科仪生产的SBC-2型多功能试样表面处理机，该处理机是为扫描电镜和电子探针等进行试样制备的设备，可进行真空蒸碳、真空镀膜和离子溅射，它也可以在高纯氩气的保护之下进行多种离子处理。
用本设备处理的试样既可用于样品的外貌观察又可以进行成分分析，尤其是成分的定量分析更为适宜。
本仪器装有分子泵，分子泵系统特别适用于对真空要求高、真空环境好的用户选用。
实验方案及操作：1.按真空镀膜零部件图（图1）安装所需零部件，其中试样放在样品杯上2.在金属蒸发头电极上接上钨丝加热器，将钨丝做成Ⅴ型。
3.将待蒸发物缠到钨丝上。
4.接金属蒸发头引线，盖上钟罩，对钟罩抽真空使其真空度达到7×10-1 ―×10-2Pa。
5.把“蒸发电极选择开关”（8）选取在钨丝所置的电极序号上。
6.按动“档板按钮开关”（12），当挡板处于挡住位置时，立即松开。
7.打开“试样旋转开关”（10），调节“试样转速调节”旋钮（11），使它以适当的速度旋转。
8.旋转“加热电流调节” 旋钮（9），使钨丝加热呈赤红状态，镀膜物质开始熔融后，退去加热电流。
9.按动“档板开关按钮”（12），使挡板打开。
10.进一步旋转“加热电流调节” 旋钮（9），使加热器呈发光状态。
11.当镀膜物质全部蒸发完后，使“蒸发电极选择开关” （8）、“加热电流调节” （9）、“试样旋转开关” （10）、“档板开关按钮” （12）等复位到“0” 处或关闭。
12.按“放气按键”（4），对钟罩内放气，取出试样。
※ 每次蒸镀金属完毕，一定将零件垫片、垫块、垫柱、有机玻璃螺钉、玻璃罩等上的残余金属膜完全清洗干净，或者在蒸镀时对其进行遮盖保护，使其不被蒸上金属，否则金属膜将影响离子处理时加高压实验结果：1样品被镀上被蒸发金属，并且样品表面的金属光泽随镀层厚度的增加而逐渐呈现出镀层j金属的光泽。
实验十二 真空镀膜
实验十二 真空镀膜引言在真空中使固体表面（基片）上沉积一层金属、半导体或介质薄膜的工艺通常称为真空镀膜。
早在19世纪，英国的Grove 和德国的Pl ücker 相继在气体放电实验的辉光放电壁上观察到了溅射的金属薄膜，这就是真空镀膜的萌芽。
后于1877年将金属溅射用于镜子的生产；1930年左右将它用于Edison 唱机录音蜡主盘上的导电金属。
以后的30年，高真空蒸发镀膜又得到了飞速发展，这时已能在实验室中制造单层反射膜、单层减反膜和单层分光膜，并且在1939年由德国的Schott 等人镀制出金属的FabryPerot 干涉滤波片，1952年又做出了高峰值、窄宽度的全介质干涉滤波片。
真空镀膜技术历经一个多世纪的发展，目前已广泛用于电子、光学、磁学、半导体、无线电及材料科学等领域，成为一种不可缺少的新技术、新手段、新方法。
实验目的1.了解真空镀膜机的结构和使用方法。
2.掌握真空镀膜的工艺原理及在基片上蒸镀光学金属、介质薄膜的工艺过程。
3.了解金属、介质薄膜的光学特性及用光度法测量膜层折射率和膜厚的原理。
实验原理从镀膜系统的结构和工作机理上来说，真空镀膜技术大体上可分为“真空热蒸镀”、“真空离子镀”及“真空阴极溅射”三类。
真空热蒸镀是一种发展较早、应用广泛的镀膜方法。
加热方式主要有电阻加热、电子束加热、高频感应加热和激光加热等。
1.真空热蒸镀的沉积条件 （1）真空度由气体分子运动论知，处在无规则热运动中的气体分子要相互发生碰撞，任意两次连续碰撞间一个分子自由运动的平均路程称为平均自由程，用λ表示，它的大小反映了分子间碰撞的频繁程度。
P d kT22πλ=（8.2-1）式中：ｄ为分子直径，Ｔ为环境温度（单位为Ｋ），Ｐ为气体压强。
在常温下，平均自由程可近似表示为：)(1055m P -⨯≈λ （8.2-2）式中：P 为气体平均压强（单位为Ｔｏｒｒ）。
表8.2-1列出了各种真空度（气体平均压强）下的平均自由程λ及其它几个典型参量。
真空镀膜实验操作步骤
真空镀膜本实验应用真空蒸发的方法：即在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发，使其淀积在适当的表面上来获得一质量优良的金属膜。
●真空镀膜机真空镀膜机结构图●蒸发系统蒸发系统蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等。
蒸发源真空蒸发实验的具体操作步骤：1. 检查真空镀膜机及复合真空计上各开关，并它们全部置在“关”的位置（特别是复合真空计上的规管电源一定要置在“关”的位置）；2. 接通真空镀膜机总电源，再把钟罩操作旋钮拨至“钟罩升”，等钟罩升至适当位置后拨至“关”；3. 把制作薄膜的铝材处理后放置在蒸发源的适当位置，再用挡板挡住蒸发源；把经清洗、干燥处理后的玻璃片放置在工作架的适当位置；然后把钟罩操作旋钮拨至“钟罩降”使钟罩降至最低位置后拨至“关”；4. 接通复合真空计电源，校准“测量2”的加热电流为98 mA，然后旋钮旋到“测量2”；5. 接通真空镀膜机冷却水源，再接通真空镀膜机的“机械泵及扩散泵”电源，“拉”低阀，用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为5Pa后，“推”低阀，改用“测量1”监测系统内的气压变化（确认“测量1”的加热电流为98 mA），直到系统内的气压值为5Pa时，“开”高阀；6. 再次采用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值为0.1Pa后，接通复合真空计上的规管电源，启用电离规管对钟罩内的气压变化进行监测并记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为0.015Pa 以下；7. 用电源插销接通所选用的蒸发源“电极”，再接通“烘烤、蒸发”电源，调节其电流强度为30 A并维持约1分钟，移开挡板，继续增大电流至45A并维持30秒，然后把电流强度调节为零，同时关闭复合真空计上的规管电源！！！8. 在进行抽气10分钟后，“关”高阀，“机械泵及扩散泵”改接为“机械泵”；9. 机械泵继续开动，水源不关，开风扇吹扩散泵……30分钟后接通“充气阀”对钟罩内“充气”，待充气完成后升钟罩，取出镀膜片；10. 再经半小时后关机械泵、水源及总电源。
真空镀膜
12.7 69 14.1 96 15.9
12.8 72 14.2 99 16.1
12.9 75 14.4 102 16.4
13.0 78 14.6 105 16.6
p/mPa 13.1 t/s 81
p/mPa 14.8 t/s 108
p/mPa 16.9
4、蒸发过程中的最大压强 pmax
pmax=168.0mPa。
四、薄膜的制备——热蒸发法
薄膜制备在真空工作室中进行，从蒸发源蒸发的分子，在残余气体 中飞行的平均自由程应比蒸发源到衬底之间的距离大得多。本装置要求 真空度在 1.3×10-2~6×10-3Pa 之间。本实验中采用螺旋状和篮状电阻加热 器，它们分别运用于蒸发浸润或不浸润的丝状或块状材料。蒸发温度随
4
p/mPa 66.3 t/min 9.0
6
p/mPa 38.6 t/min 13.5
37.2 14.0 25.8 18.5 20.5 23.0 17.1 27.5 15.0 32.0 13.3 36.5 11.9 41.0 10.4 45.5 9.5 50.0
35.7 14.5 25.1 19.0 20.0 23.5 16.8 28.0 14.7 32.5 13.1 37.0 11.5 41.5 10.3 46.0 9.4 50.5
kT 2 d 2 p
1
式中：d 为分子直径；p 为压强；T 为气体温度；k 为波耳兹曼常数。 例如，室温下氮分子的平均自由程在压强为 1×10-7Pa 时将长于 50km。 3、气体分子与固体表面碰撞频率极低 在普通高真空，例如 p=1.3×10-4Pa 时，对于室温下的氮气，如果每 次碰撞均被表面吸附，一个“干净”的表面只要一秒多钟就盖满了一个 单分子层的气体分子。而在超高真空 p=10-8Pa 时，则可以提供一个“原 子清洁”的表面，可有足够长的时间对表面进行实验研究。超高真空的 这一特点还为得到超纯的或精确掺杂的镀膜或分子束外延生长晶体创 造了必要的条件，这促进了半导体器件、大规模集成电路和超导材料等 的发展，也为在实验室中制备各种纯净及低维材料样品（如电子轰击镀 膜、等离子镀膜、真空剖裂等）提供了良好的基本技术。
真空镀膜试验分析报告
真空镀膜试验分析报告根据您的要求，我将直接开始写真空镀膜试验分析报告的内容。
试验目的：本次试验旨在评估真空镀膜工艺对材料性能的影响，分析其表面特性以及涂层的质量和性能。
试验方法：1. 准备试验样品：选择适当的试验材料，并根据试验要求切割成合适的尺寸和形状。
2. 真空镀膜操作：将试样放置在真空镀膜设备中，控制好镀膜时间、温度和压力等参数。
使用合适的镀膜材料，如金属、氧化物或金属合金等。
3. 镀膜监测：通过合适的检测装置，监测镀膜过程中的厚度、成分和结构等性能指标。
4. 表面分析：使用表面形貌观察仪、扫描电子显微镜（SEM）等仪器，对涂层的表面形貌、颗粒分布和结构等进行表征。
5. 物性测试：对试样的硬度、附着力、抗腐蚀性能等进行测试，评估涂层性能。
试验结果分析：1. 表面形貌：根据SEM观察结果，涂层表面呈现均匀、光滑且无明显缺陷的特征。
2. 涂层厚度：经过厚度测试，涂层的平均厚度为Xμm，与设计要求相符。
3. 成分分析：通过X射线衍射（XRD）测试，涂层主要由金属元素和少量氧化物组成，符合预期的材料成分。
4. 硬度测试：涂层的硬度达到X Hv，显示出较好的耐磨性和抗刮擦性能。
5. 附着力测试：根据标准试验方法，涂层的附着力符合评定标准，显示出较好的黏附力。
6. 抗腐蚀性能：经过盐雾试验，涂层表现出优异的抗腐蚀性能，在X小时的测试中未出现明显的腐蚀迹象。
结论：本次真空镀膜试验表明，所采用的镀膜工艺能够获得均匀、致密且具有良好性能的涂层。
涂层具有较高的硬度、优异的附着力和抗腐蚀性能，可满足相关应用的要求。
然而，在后续应用中，还需要进一步测试和评估涂层的稳定性、耐久性和其它特定性能，以确保其适用性和可靠性。
附注：在本文中，为避免标题相同的文字，我没有提供分析报告的标题。
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实验十二 真空镀膜引言在真空中使固体表面（基片）上沉积一层金属、半导体或介质薄膜的工艺通常称为真空镀膜。
早在19世纪，英国的Grove 和德国的Pl ücker 相继在气体放电实验的辉光放电壁上观察到了溅射的金属薄膜，这就是真空镀膜的萌芽。
后于1877年将金属溅射用于镜子的生产；1930年左右将它用于Edison 唱机录音蜡主盘上的导电金属。
以后的30年，高真空蒸发镀膜又得到了飞速发展，这时已能在实验室中制造单层反射膜、单层减反膜和单层分光膜，并且在1939年由德国的Schott 等人镀制出金属的FabryPerot 干涉滤波片，1952年又做出了高峰值、窄宽度的全介质干涉滤波片。
真空镀膜技术历经一个多世纪的发展，目前已广泛用于电子、光学、磁学、半导体、无线电及材料科学等领域，成为一种不可缺少的新技术、新手段、新方法。
实验目的1.了解真空镀膜机的结构和使用方法。
2.掌握真空镀膜的工艺原理及在基片上蒸镀光学金属、介质薄膜的工艺过程。
3.了解金属、介质薄膜的光学特性及用光度法测量膜层折射率和膜厚的原理。
实验原理从镀膜系统的结构和工作机理上来说，真空镀膜技术大体上可分为“真空热蒸镀”、“真空离子镀”及“真空阴极溅射”三类。
真空热蒸镀是一种发展较早、应用广泛的镀膜方法。
加热方式主要有电阻加热、电子束加热、高频感应加热和激光加热等。
1.真空热蒸镀的沉积条件 （1）真空度由气体分子运动论知，处在无规则热运动中的气体分子要相互发生碰撞，任意两次连续碰撞间一个分子自由运动的平均路程称为平均自由程，用λ表示，它的大小反映了分子间碰撞的频繁程度。
P d kT22πλ=（8.2-1）式中：ｄ为分子直径，Ｔ为环境温度（单位为Ｋ），Ｐ为气体压强。
在常温下，平均自由程可近似表示为：)(1055m P -⨯≈λ （8.2-2）式中：P 为气体平均压强（单位为Ｔｏｒｒ）。
表8.2-1列出了各种真空度（气体平均压强）下的平均自由程λ及其它几个典型参量。
真空镀膜的基本要求是，从蒸发源出来的蒸汽分子或原子到达被镀基片的距离要小于镀膜室内残余气体分子的平均自由程，这样才能保证：①蒸发物材料的蒸汽压很容易达到和超过残余气体，从而产生快速蒸发。
气体平均压强P(Torr) 平均自由程λ(cm) 气体密度N(1/cm 3) 碰撞速率(1/cm 2·sec) 760 6×10-62.7×10193.8×102310-35×100 3.2×1013 3.8×1017 10-4 5×101 3.2×1012 3.8×1016 10-5 5×102 3.2×1011 3.8×1015 10-6 5×103 3.2×1010 3.8×1014 10-145×10113.2×1023.8×106②蒸发物材料的蒸汽分子免受残余气体或散乱蒸发分子的碰撞，直接到达基片表面。
一方面由于蒸发分子不与残余气体分子发生反应，可得到组分确定且纯净的薄膜，另一方面由于蒸发分子保持较大的动能，在基片上易于凝结成牢固的膜层。
③防止蒸发源在高温下与水汽或氧反应而使蒸发源断裂；同时又减少了热传导，不致造成蒸发的困难。
对于蒸发室为φ450的镀膜机，其蒸发源到基片的距离ｄ大致为30ｃｍ～40ｃｍ，为满足λ＞ｄ，则蒸发室内真空度必须高于10－4Torr 。
（2）蒸发速率、凝结速率任何物质在一定温度下，总有一些分子从凝聚态（液、固相）变成气相离开物质表面。
对于真空室内的蒸发物质，当它与真空室温度相同时，则部分气相分子因杂乱运动而返回凝聚态，经一定时间后达到平衡。
可以说，薄膜的沉积过程实际上是物质气相与凝聚态相互转化的一个复杂过程。
假设在平衡状态下，某种物质的饱和蒸汽压为Ｐｖ，则根据克拉贝龙方程，Ｐｖ应为温度的函数，即T BA P v -=lg （8.2-3）式中：Ａ、Ｂ是与物质有关的常数。
对于各种物质材料，都有一个相应的Ｐｖ的值。
根据朗缪尔-杜西曼（Lang muir- Dushman ）蒸发动力学原理，真空中单位面积干净表面上发射原子或分子的蒸发速率为：)sec ()/(10513.3122122-⋅⋅⋅⨯=cm mol T M P N v e （8.2-4）式中：Ｍ为蒸汽粒子的分子量。
蒸汽粒子到达被镀基片表面，一部分以一定的凝结系数结成膜，另一部分按一定的几率被基片反射重新回到气相状态。
蒸汽粒子凝结成膜时，有一定的凝结速率，取决于蒸发速率、蒸发源相对于基片的位置和凝结系数。
一般来说，蒸发凝结速率的提高，可使膜层结构均匀紧密，机械牢固性增加，光散射减少及膜层纯度提高，但同时有可能造成膜的内应力增大，使膜层龟裂。
因此蒸发凝结速率应适当选择。
（3）被镀基片温度 ①被镀基片温度愈高，吸附在其表面的剩余气体分子将愈彻底排除，从而增加基片与淀积分子之间的结合力，使膜层附着力、机械强度增加，结构紧密。
②提高被镀基片的温度，可减少蒸汽粒子再结晶温度与基片温度之间的差异，从而消除膜层内应力，改善膜层力学性质。
如在150℃时蒸镀的ＭｇＦ2单层增透膜具有相当好的机械牢固性。
③提高基片温度可促进凝结分子与剩余气体的化学反应，改变膜层的结晶形式和结晶常数，从而改变膜层光学性质。
如ＺｒＯ2在基片温度为30℃时，折射率为1.70；而基片温度提高到130℃时，折射率可达1.88。
④在蒸镀金属时，一般采用冷基片，这样可减少大颗粒结晶引起的光反射和氧化反应引起的光吸收，提高膜层反射率。
（4）蒸发源材料的选择与形状选择蒸发源材料应考虑三个基本问题：①大多数蒸发物材料的蒸发温度为1000～2000℃，所以蒸发源材料的熔点必须高于这一温度；另外还必须考虑蒸发源材料作为杂质进入薄膜的量，也就是必须了解蒸发源材料的蒸汽压。
为尽可能减少蒸发源材料的蒸发分子数，蒸发物材料的蒸发温度必须小于表8.2-2中的平衡温度。
表8.2-2 蒸发源材料的熔点及平衡温度（蒸汽压为10－5Ｔｏｒｒ）蒸发源材料 熔点（℃） 平衡温度（℃）钨Wu 3410 2567 钽Ta 2996 2407 钼Mo 2617 1957 铂Pt17721612②高温时，有些蒸发源材料与蒸发物会发生反应或形成合金，造成蒸发源的断裂，应避免使用。
如高温下，钽和金易形成合金。
③蒸发物材料应尽可能与蒸发源具有“湿润性”。
所谓“湿润性”与材料表面的能量有关。
在湿润的情况下，由于蒸发物材料的蒸发是从大的表面上发生的，状态比较稳定。
如果是难以湿润的材料，就不能用丝状蒸发源蒸发，例如银在钨丝上熔化后就会掉下来。
各种蒸发物材料的蒸镀方式不一样，因而蒸发源的几何形状和尺寸不同。
图8.2-1展示了几种蒸发源的几何形状。
可以选用熔点高、蒸汽压低的钨、钼、钽等材料做成丝状螺旋形、舟形等各种形状的加热器。
本实验蒸镀金属ＡL 膜采用丝状钨蒸发源；蒸镀ＭｇＦ2、ＺｎＳ介质膜采用舟状钼蒸发源。
（5）蒸发源的位置薄膜厚度一般可通过调节蒸发物的数量和时间以及基片和蒸发源的相对位置来控制。
令ｄ0为刚好在蒸发源正上方的基片上沉积的厚度，ｄ是任意位置的厚度，则点蒸发源和微小平面蒸发源相对厚度分布用下式表示：[]2/320)/(11h x d d +=（点源） （8.2-5）[]220)//(11h x d d =（面源）（8.2-6）ｄ／ｄ0和ｘ／H 的关系曲线见图8.2-2。
（６）真空热蒸镀的基本工艺流程本实验采用真空热蒸镀法蒸镀金属或介质膜，其基本工艺流程图见图8.2-3。
其中离子轰击，又名辉光放电，进行时，真空室内电子获得很高速度，较之带正电的气体离子更高。
在镀件周围，因电子较大的迁移率，而迅速带有负电荷，在表面负电荷吸引力作用下，正离子轰击镀件表面，并可能在其上进行能量交换。
由于能量在污染表面被释放出来，故有洁净的功能，不仅能除去吸附气体层，还可除去表面氧化物。
利用离子轰击，还可粗略估计真空度。
烘烤的作用是可以加速镀件或夹具吸附气体的迅速逸出，有利于提高真空度，还可以提高膜层结合力。
预熔的作用是除去蒸发材料中的低熔点杂质以及蒸发源和材料中的吸附气体，有利于蒸发材料的顺利蒸发。
2.真空离子镀及真空阴极溅射镀真空离子镀可采用与真空热蒸镀相同的蒸发方式，只是在蒸发原子到达镀件表面前必须采取一定措施，让其离子化，同时可给镀件施加负偏压。
由此，镀件表面不断受到离子的轰击能提高膜层的结合力。
离子镀的缺点是，膜层的沉积速率下降。
要提高沉积速度，可增设电子发射电源，提高电子浓度，使之更易放电或减少镀件的自偏电压。
与真空热蒸镀相比，膜层厚度均匀，结合力好。
真空阴极溅射镀一般是导入一定量的氩气使之辉光放电，带正电子的氩离子轰击阴极，构成阴极的原子被溅射蒸镀到镀件表面形成膜层。
溅射出的原子，其膜的生成速度取决于溅射率和轰击氩气的流速，一般它比真空热蒸镀和离子镀的速度小得多，为min /1000025A ～，而热蒸镀和离子镀的沉积速度为min /250000100A ～。
3.几种光学薄膜的光学特性（1）单层介质膜的光学特性设入射光的振幅为1（图8.2-4），在ｎ0至ｎ1界面上反射所形成的反射光1的振幅为ｒ01，而透射光为ｔ01，该光再经ｎ1至ｎｓ界面的反射及由ｎ1至ｎ0界面的透射而形成的反射光2，其振幅显然是ｔ01ｒ12ｔ10，同样可得其它各反射光3、4、…、ｍ的振幅分别为102121001t r t t 、2103121001r r t t (1)101121001--m m r r t t 等。
此外将反射光1与2相比知，任意两相邻反射光由于光程差引起的位相差为：1110cos 4θλπδd n =（8.2-7）其中：λ0为光在真空中的波长，θ1为折射角。
由于各光波是相干的，它们叠加后的合振幅为δδδδδδi i m i m m i i i e r r e r t t r e r r t t e r r t t e r r t t e r t t r r ----------+=++++++=1210120101)1(210112100132103121001210312100112100101110（8.2-8）由于10012012101001111r r r r t t +=-=-=，则δδi i e r r e r r r --++=120112011 （8.2-9）单层膜的反射率为δδcos 21cos 212012122011**********r r r r r r r r rr R ++++== （8.2-10）将相应的菲涅尔系数代入上式，则单层膜的反射率又可写成2sin 2cos )(2sin 2cos )(2211022022110220δδδδ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=n n n n n n n n n n n n R ss s s （8.2-11） 下面来确定反射率为极值时的光学厚度H ＝ｎ1ｄ1。