真空获得与真空测量 热蒸发法制备金属薄膜材料 磁控溅射法制备金属薄膜材料

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------1真空获得与真空测量2热蒸发法制备金属薄膜材料3磁控溅射法制备金属薄膜材料物理学本科专业近代物理实验报告实验题目：1真空获得与真空测量班级：07物本（2）班学号：学生姓名：丘宝林实验教师：吕晶2010-2011学年第1学期近代物理实验2007050219实验1真空获得与真空测量实验时间：2010.10.10实验地点：福煤实验楼D405指导老师：吕晶老师【摘要】真空的获得与测量是近代物理实验中的一

2、个有关真空技术的基础性实验，通过本实验可以了解真空物理的基础知识，熟练真空过程和操作，了解各种真空设备和仪表的工作原理和使用。【关键字】真空获得；测量；技术；真空设备0引言“真空”泛指低于一个大气压的气体状态，在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。真空度越高，气体压强越低，气体分子越稀少。根据压强值的不同，大致可分为五个区域：粗真空（760~10——————————————————————————————————————-------------------------------------------------

3、-----------------------------------------------托），低真空（10~10-3托），高真空（10-3~10-8托），超高真空（10-8~10-12托），极高真空（小于10-12托）。在真空中，气体分子密度低，在某些情况下，真空可以近似地看作没有气体“污染”的空间。超高真空可以提供一个“原子清洁”的固体表面，可有足够的时间对表面进行实验研究。无论在表面结构、表面组分及表面能态等基本研究方面，还是在催化‘腐蚀等应用研究方面都取得长足的发展。真空技术在科学实验工业生产和近代尖端科学技术中都有广泛的应用，比如，薄膜技术、电真空技术、高能粒子加速器、

4、表面科学、大规模集成电路制造、空间技术和材料制备等领域都离不开真空技术。1实验目的①了解真空技术的基本知识；②掌握高真空的获得和测量的基本原理及方法；③了解各种真空设备和仪表的工作原理和使用。2实验设备JCP-350磁控溅射/真空镀膜机（机械泵、扩散泵、ZDF-5227B真空计）3实验原理3.1真空获得目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。3.1.1低真空的获得1图3-1-1-1机械泵结构图——————————————————————————————————————----------------------------------------

5、--------------------------------------------------------近代物理实验2007050219获得低真空常采用机械泵，结构如图3-1-1-1机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀，从而获得真空的装置。它可以直接在大气压下开始工作，极限真空度一般为1.33~1.33×10-2Pa，抽气速率与转速及空腔体积V的大小有关，一般在每秒几升到每秒几十升之间。旋片式机械泵通常由转子、定子、旋片等结构构成。偏心转子置于定子的圆柱形空腔内切位置上，空腔上连接进气管和出气阀门。转子中镶有两块旋片，旋片间用弹簧连

6、接，使旋片紧压在定子空腔的内壁上。转子的转动是由马达带动的，定子置于油箱中，油起到密切、润滑与冷却的作用。机械泵工作过程如图3-1-1-2。当转子顺时针转动时，空气由被抽容器通过进气管被吸入，旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩大，而气体就不断地被吸入。当转子达到一定位置时，另一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开，并将气体压缩，直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出泵外，转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。3.1.2高真空的获得目前，广泛使用的获得高真空的泵就是扩散泵。扩散泵是利用气体扩散现象来抽气的，它不能直接在大气压下工作，而需要一定的预备真空度（1.3

7、3~0.133Pa）。油扩散泵的极限真空度主要取决于油蒸汽压和气体分子的反扩散，一般能达到——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------1.33×10-5~1.33×10-7Pa。抽气速率与结构有关，每秒几升~几百升不等，油扩散泵的结构如