材料物理专业磁控溅射镀膜实验教学论文
浅谈磁控溅射镀膜工艺中的反应溅射

浅谈磁控溅射镀膜工艺中的反应溅射信义玻璃(天津)有限公司陈大伟摘要:本文介绍了磁控溅射镀膜工艺、磁控溅射设备、非反应溅射与反应溅射:反应溅射是一个非常复杂的过程。
重点对反应溅射中的“直流氧化溅射”、“阳极消失效应”、“靶材中毒现象”、“磁滞效应现象”、“金属模式”、“过渡模式”、“反应模式”、“反应溅射磁滞效应特征曲线”进行分析。
在生产过程中,掌握反应溅射工艺的特点,合理控制溅射过程中的工艺参数,准确判断溅射工艺中的异常现象,利用有效的手段进行调整,才能达到高效的溅射速率以及高质量的膜层性能,防止不良溅射现象的出现。
0引言磁控溅射镀膜是目前离线镀膜玻璃生产最重要的方式之一.其生产溅射工艺非常复杂.其中包含直流和交流溅射的控制模式,平面阴极、旋转阴极的溅射设备,惰性和反应的工作气体以及适当的低气压环境等方面。
在生产过程中不同的磁控阴极、材料、气氛等又会有不同的工艺控制模式,其中包含非反应溅射以及反应溅射,而反应溅射中又涉及到靶材溅射的金属模式、磁滞效应、中毒模型等,这些均会影响到膜层组分、溅射效率、成膜质量及性能等方面。
在实际的生产过程中.掌握磁控溅射工艺的特点,合理控制溅射过程中的工艺参数,准确判断溅射工艺中的异常现象并做出及时的处理.对最终高质量高效率成膜控制具有重大意义。
1磁控溅射简介1.1溅射工艺磁控溅射是物理气相沉积(PVD)的一种,是一种十分有效的薄膜沉积方法。
上世纪70年代广泛发展起来的磁控阴极溅射法可以在玻璃上沉积出高质量的用于控制光线和太阳能的膜层。
简单地讲,就是在磁场约束及增强下的等离子体中的工作气体离子,在阴极电场的加速下,轰击刻蚀阴极上的靶材,使材料源的离子从靶材表面上脱离崩射出来,然后沉积附着在基片上。
溅射镀膜过程是将基片置-4-于有特殊设计的阴极和工作气体的真空腔室中来实现的,在阴极上施加负电压,当真空腔体内达到适当的条件进行等离子体辉光放电(图1)。
带正电的气体离子受到带负电的阴极靶材表面的吸引,正原子对负电位的靶材的撞击非常强烈,使得靶材上的原子从表面崩射出来并沉积在玻璃上,从而形成一层原子依次排列的薄膜(图2)。
《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》

《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》一、引言透明导电氧化物薄膜作为一种重要的功能材料,在光电、电磁、热学等领域具有广泛的应用。
近年来,随着科技的发展,透明导电氧化物薄膜的制备技术也在不断进步。
其中,磁控溅射法因其制备工艺简单、薄膜质量高、可重复性好等优点,成为制备透明导电氧化物薄膜的常用方法之一。
本文将详细介绍磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜的过程,并对其性能进行研究。
二、磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜2.1 实验材料与设备实验材料主要包括靶材(如氧化锡、氧化铟等)、基底(如玻璃、石英等)以及氩气等。
实验设备为磁控溅射镀膜机,该设备具有高真空度、高溅射速率、低损伤等特点。
2.2 制备过程(1)将基底清洗干净,放入磁控溅射镀膜机中;(2)将靶材安装在磁控溅射镀膜机的靶材托盘上;(3)将氩气通入磁控溅射镀膜机内,调整气压至合适范围;(4)开启磁控溅射镀膜机的电源,调节溅射功率和溅射时间;(5)当靶材表面开始发生溅射现象时,基底上的透明导电氧化物薄膜开始沉积;(6)在设定的时间结束后,关闭电源,停止溅射。
2.3 工艺参数优化在实验过程中,可以通过调整磁控溅射镀膜机的工艺参数(如溅射功率、溅射时间、工作气压等),来优化透明导电氧化物薄膜的制备过程。
在实验过程中,需要控制好各参数的配合关系,以获得最佳的薄膜质量和性能。
三、性能研究3.1 结构性能研究通过X射线衍射(XRD)技术对制备的透明导电氧化物薄膜进行结构分析。
通过XRD图谱可以确定薄膜的晶体结构、晶格常数等参数。
此外,还可以利用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面形貌,分析薄膜的致密性和颗粒大小。
3.2 电学性能研究通过四探针法测量透明导电氧化物薄膜的电阻率、方块电阻等电学性能参数。
同时,还可以通过霍尔效应测试等方法研究薄膜的载流子浓度、迁移率等电学性质。
通过这些研究,可以评估薄膜的导电性能及其在器件中的应用潜力。
3.3 光学性能研究通过紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)测量透明导电氧化物薄膜的光学性能参数,如透光率、反射率等。
磁控反应溅射制备AlN薄膜及其性能研究

湖南大学硕士学位论文磁控反应溅射制备AlN薄膜及其性能研究姓名:刘新胜申请学位级别:硕士专业:材料物理指导教师:周灵平20070401硕士学位论文摘 要 AlN薄膜具有一系列独特的优良物理化学性质,在电学、光学、声学和力学等方面有广阔的应用前景。
尤其是AlN具有热导率高、电阻率高、击穿场强大、介电系数小、热膨胀系数与GaN、GaAs等常用半导体材料匹配这些特性,使其被广泛用作微电子和功率器件的基板、封装、介质隔离材料。
本研究工作采用MIS800型多功能离子束磁控溅射复合镀膜设备,分别在45钢、硅、钼衬底上制备出了高质量的AlN薄膜。
首先用XRD和SEM测试手段对沉积在45钢衬底上的AlN薄膜的结晶性能和组织结构进行了表征。
结果发现,衬底温度、氮气浓度和工作气压对AIN薄膜的结晶性能和组织结构有很大的影响。
通过引入AlN缓冲层,使薄膜的择优取向由原本的(100)晶面向(002)晶面演变;并且使薄膜的生长模式从岛状生长向层状生长过渡,从而增加了薄膜致密度,有效的提高了薄膜的结晶质量,为生长高质量的AIN薄膜提供了实验依据。
其次,用划痕测试仪对各个衬底上薄膜的粘结强度进行表征,结果表明,薄膜与基体界面处的结合状态是影响AlN薄膜的粘结强度的关键因素。
一系列的对比实验后发现,低能离子束清洗衬底表面、引入界面过渡层、对不同的衬底采用不同工艺都可以有效提高AlN薄膜的粘结强度。
AlN薄膜的制备方法和工艺对薄膜的组织结构和应力等产生较大的影响,采用双靶磁控溅射共沉积能有效改善薄膜的粘结性能,衬底温度和工作气压对双靶磁控溅射共沉积AlN薄膜粘结强度有一定影响。
最后,用超高电阻测试仪和绝缘耐压仪对薄膜的电学性能进行了测试,AlN 薄膜的电阻率高达6.4×1013Om,击穿场强高达1.32MV/cm,薄膜中的Al/N比和薄膜结晶质量是影响AlN薄膜电学性能的主要因素。
关键词:AlN薄膜;磁控溅射;结晶质量;粘结强度;电阻率;击穿场强 反应磁控溅射AlN薄膜制备及性能研究AbstractWurtzite Aluminum nitride (AlN) belongs to III–V semiconductor compounds with a hexagonal wurtzite crystal structure. Because of its high thermal conductivity, chemical stability, high hardness, high acoustic velocity, large electromechanical coupling coefficient and a wide band gap, AlN thin films have received great interest as a promising candidate electronic material for thermal dissipation, dielectric and passivation layers, surface acoustic wave (SAW) devices and photoelectric devices.In this paper, high quality AlN thin films were deposited on the 45 steel, Si and Mo substrates, respectively, by MIS800 ion beam sputtering and magnetron sputtering techniques simultaneously.Firstly, the crystallization properties and structures of AlN films deposited on the 45 steel were characterized by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electronic Microscope (SEM). The results indicated that the sbustrate temperature, the concentration of Nitrogen gas and the working pressure had great effects on the crystallization properties and structures of AlN films. By introducing AlN buffer layer, the preferred orientation of films changed from (100) to (002), and the growth model changed from island-like to layer-like. These changes increased the density of films, improved the film’s crystallization quality. Our experiment results supplied a guide to yield AlN films with high quality.Secondly, the scratch test was adopted to measure the adhesion of AlN thin films deposited on different substrates; this study demonstrated that the combination in the film/underlay interface was the key factor in influencing the adhesion of AlN thin films. The adehison of the films can be improved by cleaning the sbustrate surface by low-energy ion beam, introducing the transition buffer between the interface and different technics for different substrates. The structure and stress of AlN films were influenced by the preparation method and the technics, and the properties of AlN films can be improved by employing dual targets reactive magnetron sputtering deposition method, while the temperature of underlay and working pressure were the important parameters of this method.Finally, the electronic performance of AlN films were tested by superhigh resistor test apparatus and insulate voltage test apparatus. The resistance ratio of films can be as high as 6.4×1013Om, breakdown field can be high as 1.32MV/cm. The main硕士学位论文factors which effected the electronic performance of AlN films were ratio of Al/N and the crystallization quality of the films.Key Words: AlN films; magnetron sputtering; crystalline quality; adhesion; resistivity; breakdown electric field湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
磁控溅射制备铝薄膜毕业论文

磁控溅射制备铝薄膜毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.2 薄膜研究的发展概况 (1)1.1.3 薄膜的制备方法 (4)1.1.4 薄膜的特征 (5)1.1.5 薄膜的应用 (7)第2章射频反应磁控溅射制备方法机理分析 (8)2.1 射频反应磁控溅射法原理 (8)2.1.1 直流辉光放电 (8)2.1.2 射频辉光放电 (9)2.1.3 射频原理 (9)2.1.4 磁控原理 (11)2.1.5 反应原理 (12)2.2. 溅射机理 (13)2.2.1 基本原理 (13)2.2.2 基本装置 (13)2.3 溅射的特点和应用 (15)2.3.1 溅射的特点 (15)2.3.2 溅射的应用 (16)第3章实验 (17)3.1 课题的研究线路 (17)3.2 实验材料以及设备 (17)3.3 实验仪器的原理 (18)3.3.1 磁控溅射镀膜仪的原理 (18)3.3.2 椭圆偏振测厚仪的原理 (19)3.3.3 原子力显微镜的原理 (23)3.3.4 表面预处理 (27)3.3.5 薄膜制备 (28)第4章实验结果及数据分析 (30)4.1 薄膜测试与分析 (30)4.1.1 衬底温度对于铝薄膜属性的影响 (30)4.1.2 衬底温度对于铝薄膜生长的影响 (31)4.1.3 不同的气压对于铝薄膜生长的影响 (34)结论 (40)致 (41)参考文献 (42)附录X 译文 (43)利用CO/SiC衬底上制备单层石墨薄膜 (43)附录Y 外文原文 (48)第一章绪论1.1 薄膜概述1.1.1 引言人工薄膜的出现是20世纪材料科学发展的重要标志。
自70年代以来,薄膜材料、薄膜科学、与薄膜技术一直是高新技术研究中最活跃的研究领域之一,并已取得了突飞猛进的发展。
薄膜材料与薄膜技术属于交叉学科,其发展几乎涉及所有的前沿学科,其应用与推广渗透到了各相关技术领域。
正是由于薄膜材料和薄膜技术的发展才极促进了微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息技术、传感器技术、航空航天技术和激光技术的发展,也为能源、机械、交通等工业部门和现代军事国防部门提供了一大批高新技术材料和器件。
《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》

《磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜及其性能研究》一、引言透明导电氧化物(TCO)薄膜作为一种具有优异光学性能和电学性能的材料,广泛应用于光电显示、太阳能电池等领域。
随着科技的发展,对TCO薄膜的性能要求日益提高,制备工艺的优化和性能研究显得尤为重要。
磁控溅射法作为一种常用的制备TCO薄膜的方法,具有制备工艺简单、薄膜质量高等优点。
本文将详细介绍磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜的工艺流程、实验方法及薄膜性能的研究。
二、磁控溅射法制备透明导电氧化物薄膜1. 实验材料与设备实验材料主要包括靶材(如氧化锡(SnO2)或氧化铟(In2O3)等)、基底(如玻璃或石英等)、溅射气体(如氩气等)。
实验设备主要包括磁控溅射镀膜机、真空泵等。
2. 实验方法(1)基底处理:将基底清洗干净,并进行预处理,以提高薄膜与基底的附着力。
(2)靶材制备:将靶材固定在磁控溅射镀膜机的靶位上。
(3)真空环境:将镀膜机腔体抽至高真空状态,以去除腔体内的杂质和气体。
(4)溅射镀膜:在磁控溅射镀膜机中,通过调节溅射功率、气体流量、基底温度等参数,实现TCO薄膜的制备。
三、薄膜性能研究1. 光学性能通过紫外-可见光谱仪测试TCO薄膜的透光率,分析薄膜的光学带隙、光学常数等性能。
同时,还可以通过SEM(扫描电子显微镜)观察薄膜的表面形貌,分析薄膜的光散射性能。
2. 电学性能采用四探针法或霍尔效应测试仪等设备测试TCO薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率等电学性能参数。
通过分析这些参数,可以评估TCO薄膜的导电性能和稳定性。
四、结果与讨论1. 实验结果通过磁控溅射法制备的TCO薄膜具有较高的透光率和较低的电阻率,满足光电显示、太阳能电池等领域的应用需求。
此外,薄膜的表面形貌良好,光散射性能较低。
在实验过程中,通过调整溅射功率、气体流量、基底温度等参数,可以实现对TCO薄膜性能的优化。
2. 结果讨论(1)溅射功率对TCO薄膜性能的影响:随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性和致密度提高,从而提高了薄膜的透光率和导电性能。
材料物理专业磁控溅射镀膜实验教学的探讨-最新教育文档

材料物理专业磁控溅射镀膜实验教学的探讨淮北师范大学材料物理与化学学科是安徽省重点学科,材料物理专业的定位是培养复合型的人才,这就要求本专业的教育应该注重实践能力和创新能力,应该与社会的需求挂钩。
磁控溅射镀膜实验开设具有重要的意义,能够将学生所学的理论专业知识同实际操作有机结合起来,使学生对所学的专业知识有个系统全面的掌握,从而能够适应社会的需求。
1.磁控溅射镀膜实验开设的必要性1.1培养目标的要求。
本专业要求学生能掌握材料物理基本理论与技术,具备材料科学相关的基本知识、基本理论和基本技能,具有一定的创新能力和较强的实践技能,能在材料科学与工程及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作。
磁控溅射镀膜装置是较复杂的系统,包含了很多组件,例如真空计、机械泵、溅射靶等。
材料物理专业的学生已经通过开设的不同理论课程的学习,具有非常扎实的专业理论知识,但是学生很难将所学的知识同实际操作有机结合起来。
[3]通过镀膜实验的学习,学生能将课程所学的零散的知识进行全面和系统的掌握。
1.2社会的需求。
磁控溅射镀膜方式在多个工业领域中被广泛的应用[1,2]。
例如现在应用比较广泛的ITO(IndiumTinOxide)导电膜玻璃就是利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。
很多材料专业的学生在磁控溅射镀膜实验知识方面存在着欠缺,仅停留在单纯的理论知识掌握的层面。
学生接触设备后,只会简单的设定程序的操作,一旦磁控溅射设备出现问题就会束手无策。
另外,镀膜的好坏直接影响后续产品的质量,如果要制备出高质量、符合标准的薄膜就必须从磁控溅射技术着手、进行工艺等方面的优化。
这都说明毕业生想要在相关领域占有重要的一席之地,需要进行磁控溅射镀膜实验课程的学习。
2.磁控溅射设备的结构和工作流程2.1磁控溅射原理及结构。
磁控溅射又称为高速、低温的溅射技术,其本质是在阴极溅射的基础上按磁控模式运行的一种新型的高速、低温溅射。
《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》

《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》一、引言随着现代工业技术的不断发展,材料表面性能的改进和优化已成为提高产品性能和使用寿命的关键。
磁控溅射技术作为一种先进的薄膜制备技术,在材料科学领域得到了广泛的应用。
本文以CrAlSiN膜层为研究对象,通过磁控溅射技术制备该膜层,并对其综合性能进行深入研究。
二、磁控溅射CrAlSiN膜层制备1. 材料选择与设备准备本实验选用高纯度的Cr、Al、Si和N等靶材作为溅射原料。
设备采用磁控溅射镀膜机,具有高溅射速率、低损伤等特点。
2. 制备工艺流程(1)清洗基底:将基底(如不锈钢、铝合金等)进行清洗,去除表面油污和杂质。
(2)预处理:对清洗后的基底进行预处理,如抛光、蚀刻等,以提高基底与膜层的结合力。
(3)磁控溅射:将靶材放置于镀膜机中,调整好溅射参数(如功率、气压、溅射时间等),进行磁控溅射。
(4)后处理:溅射完成后,对膜层进行适当的后处理,如退火、氧化等,以提高膜层的性能。
三、CrAlSiN膜层综合性能研究1. 结构与形貌分析采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对CrAlSiN膜层的结构和形貌进行分析。
结果表明,CrAlSiN膜层具有致密的晶体结构,表面平整度较高。
2. 机械性能研究通过硬度测试、耐磨性测试等方法,对CrAlSiN膜层的机械性能进行研究。
结果表明,该膜层具有较高的硬度和良好的耐磨性,可有效提高基底的表面硬度和使用寿命。
3. 耐腐蚀性能研究在模拟实际使用环境条件下,对CrAlSiN膜层的耐腐蚀性能进行测试。
结果表明,该膜层具有较好的耐腐蚀性能,可在恶劣环境下保持良好的性能。
4. 热稳定性研究通过高温测试等方法,对CrAlSiN膜层的热稳定性进行研究。
结果表明,该膜层具有较高的热稳定性,可在高温环境下保持稳定的性能。
四、结论本文通过磁控溅射技术成功制备了CrAlSiN膜层,并对其综合性能进行了深入研究。
结果表明,该膜层具有致密的晶体结构、较高的硬度和良好的耐磨性、耐腐蚀性能及热稳定性。
磁控溅射镀膜技术的研究进展

磁控溅射镀膜技术的研究进展磁控溅射镀膜技术是一种常见的表面处理技术,它可以在各种基材表面制备出具有特殊性能的薄膜层。
随着技术的不断发展,在材料的选择、制备工艺、表面状态分析等方面都有所进步,使得磁控溅射镀膜技术在科学研究和实际应用中发挥着重要作用。
一、磁控溅射镀膜技术的基本原理磁控溅射镀膜技术基于靶材发射金属离子的原理,通过高能离子轰击固体靶材表面,使得金属离子从靶材表面脱离并沉积在基材表面上,从而形成具有一定厚度和化学组成的功能性膜层。
这种技术的独特之处在于可以通过控制靶材的化学成分和溅射工艺参数来调控薄膜层的结构和性能。
其中,靶材的化学成分直接影响薄膜层的组成,而溅射工艺参数如气压、功率、溅射气体种类和气体流量等则直接影响溅射速率和膜层的质量。
二、材料选择与制备工艺磁控溅射镀膜技术广泛用于各种材料的制备,包括金属、合金、氧化物、硅类材料以及半导体材料等。
对于不同的材料,其制备工艺也有所不同。
金属材料通常采用单一金属靶材或合金靶材进行制备,而合金靶材的组成比例可以通过调整靶材的制备工艺来实现。
氧化物材料则需要先将靶材还原成金属或合金形态,然后利用气氛调节技术调节气氛中氧气含量来制备氧化物膜层。
在制备工艺方面,需要进行适当的气氛调节和工艺优化。
例如,在制备合金材料时,需要考虑合金靶材的制备过程中的变形问题,找到合适的制备参数来保证靶材的均匀溅射和膜层的均匀沉积。
三、表面状态分析磁控溅射镀膜技术制备出的膜层常常需要通过表面状态分析来控制其性能,最常用的分析方法是X射线衍射和扫描电镜技术。
X射线衍射技术可以用于分析膜层的结晶性、晶格参数和晶胞结构等信息,从而定量描述膜层的结构和性能。
而扫描电镜技术则可以提供更丰富和直观的表面形貌信息,包括表面粗糙度、形貌变化和结构特征等。
此外,还有一些其他的表面分析技术如原子力显微镜、能量散射光谱和X射线光电子能谱等,可以用于全面分析膜层的属性和性能。
四、应用前景磁控溅射镀膜技术在各种领域都得到了广泛应用,在新能源、医疗、航空航天等高科技产业中有着重要的地位。
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材料物理专业磁控溅射镀膜实验教学的探讨
淮北师范大学材料物理与化学学科是安徽省重点学科,材料物理专业的定位是培养复合型的人才,这就要求本专业的教育应该注重实践能力和创新能力,应该与社会的需求挂钩。
磁控溅射镀膜实验开设具有重要的意义,能够将学生所学的理论专业知识同实际操作有机结合起来,使学生对所学的专业知识有个系统全面的掌握,从而能够适应社会的需求。
1. 磁控溅射镀膜实验开设的必要性
1.1 培养目标的要求。
本专业要求学生能掌握材料物理基本理论与技术,具备材料科学相关的基本知识、基本理论和基本技能,具有一定的创新能力和较强的实践技能,能在材料科学与工程及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作。
磁控溅射镀膜装置是较复杂的系统,包含了很多组件,例如真空计、机械泵、溅射靶等。
材料物理专业的学生已经通过开设的不同理论课程的学习,具有非常扎实的专业理论知识,但是学生很难将所学的知识同实际操作有机结合起来。
[3]通过镀膜实验的学习,学生能将课程所学的零散的知识进行全面和系统的掌握。
1.2 社会的需求。
磁控溅射镀膜方式在多个工业领域中被广泛的应用[1,2]。
例如现在应用比较广泛的ito(indiumtinoxide)导电膜玻璃就是利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称ito)膜加工制作成的。
很多材料专业的学生在磁控溅射镀膜实验知识方面存在着欠缺,仅停留在单纯的理论知识掌握的层面。
学生接触设备
后,只会简单的设定程序的操作,一旦磁控溅射设备出现问题就会束手无策。
另外,镀膜的好坏直接影响后续产品的质量,如果要制备出高质量、符合标准的薄膜就必须从磁控溅射技术着手、进行工艺等方面的优化。
这都说明毕业生想要在相关领域占有重要的一席之地,需要进行磁控溅射镀膜实验课程的学习。
2.磁控溅射设备的结构和工作流程
2.1 磁控溅射原理及结构。
磁控溅射又称为高速、低温的溅射技术,其本质是在阴极溅射的基础上按磁控模式运行的一种新型的高速、低温溅射。
其装置性能稳定,便于操作,工艺容易控制,生产重复性好,适合于大面积沉积膜,又便于连续和半连续生产,因此获得了迅速的发展和广泛的应用。
磁控溅射系统主要结构如图1,具体含有主要的部件如下:
1)生长室及内部组件:真空室(内部有三个溅射靶材),基片加热装置、基片回转和加偏压部件、热偶规、电离规等。
2)工作气路系统:质量流量控制器、进气截止阀、管路、接头等
3)真空系统:分子泵、机械泵、电磁阀、金属软管等
4)控制系统:总控制电源、加热控温电源、加热烘烤及照明电源、分子泵控制电源、射频电源、直流电源和直流偏压电源等。
5)水路系统:冷却机、水管、水阀等。
图1 系统主要结构示意图
2.2 磁控溅射设备操作流程。
将靶材和清洁衬底固定于相应位
置,关闭真空室;检查水源、气源和电源,打开冷却循环水;系统抽真真空;通入工作气体,气体流量由流量计控制;预溅射以祛除靶材表面污染物;溅射成膜;溅射完毕后,关闭溅射电源、衬底加热电源和气源,提起真空室取出样品;合上真空室门,将真空室内抽到一定真空后,然后关掉机械泵,关掉总电源,切断冷却水。
3.实验课教学
镀膜实验教学采用小规模授课方式分组学习,每组4名学生.学生在教师的指导下开展实验项目.
1)课前准备。
薄膜的制备是综合实验项目,需要的理论知识很杂,实验课前作为指导老师要研究实验内容、准备讲义,一定要亲自进行试做,将试做过程中出现的问题记录下来。
利用2个学时的时间,对磁控溅射技术的原理、结构及实验注意事项进行详细的讲解。
主要讲解内容:1)磁控溅射的原理及操作注意事项。
2)机械泵和分子泵的工作原理、构造与使用方法;热电效应及热电偶;电阻真空计和电离真空计的使用方法、极限真空。
2)课堂的组织。
对于刚进入实验室,首次接受复杂设备的学生,指导老师要根据课前2学时讲授的相关理论知识,对照实验设备进行说明和讲解。
很多环节需要教师进行示范操作,在示范过程中提醒学生需要注意的地方。
指导老师要全程参加学生的实验活动,关注学生操作的每一个环节,随时指导学生。
当学生遇到问题时,指导老师尽可能的通过引导使其自行独立解决问题,以培养学生的独立思考能力和实践能力。
3)考核方式。
磁控溅射镀膜实验主要考核学生基础知识掌握、基本操作技能和解决实际问题的能力,采用准确客观评价学生基和综合素质与创新能力的实验考核评价体系。
考核成绩的构成:平时成绩占50%,操作考试成绩占50%.平时成绩包括:预习的情况、实验结果、操作过程中的熟练程度和解决问题的能力等等。
操作考试的考评方式为:教师任意指定某一操作环节或故障,让学生在规定的时间内独立完成或排除,根据动手能力、思维能力和完成情况打分[5].
4.结束语
随着材料科学的快速发展,材料正在朝着复合型、功能型和精密型发展,这对材料类专业人员提出了更高的要求[6]。
磁控溅射镀膜实验课的开设扩大了学生的知识面和视野,提高了学生的综合能力,使得学生更加适应社会的需求。
参考文献
[1]吴大维,曾昭元,刘传胜等,高速钢镀氮化碳超硬涂层及其应用研究[j]
[2]孙银洁,马林,齐宏进磁控溅射法制备防水透湿织物,高分子材料科学与工程[j]
[3]刘亲壮,陈得宝低温测量系统在实验教学中应用的探讨[j]
[4]刘强春,袁广宇,戴建明.材料物理专业实验课程体系的改革与实践[j]
作者简介:戴海峰(1977-),男,安徽宿州人,博士,淮北师范
大学物理与电子信息学院副教授,研究方向:天体物理。