实习名称：_真空热蒸发镀膜

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1、实习报告姓名：________蒋之炜______学号：________20134285______学院：_材料科学与工程__专业：____功能材料__________班级：________1班____指导教师：_______吴晓明_________实习名称：_真空热蒸发镀膜实习时间：_______2016.5.24_______实习单位：__________________11号楼______________________一、实验原理真空镀膜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

2、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。 真空镀膜有两种方法,一是蒸发,一是溅射。本次实验采用蒸发方法。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。1)      真空系统(DM—300镀膜机)2)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1)蒸发源选取原则1 有良好的热稳定性，化学性质不活泼，达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够底。2 蒸发源的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度。加热器要有足够大的热容量。3 蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很底，不易形成合金。4 要求线圈状蒸发源所用材料能与蒸发材料

3、有良好的浸润，有较大的表面张力。5 对于不易制成丝状、或蒸发材料与丝状蒸发源的表面张力较小时，可采用舟状蒸发源。l        薄膜厚度分布设蒸发源为点蒸发源，单位时间内通过任何方向一立体角dω的质量为：蒸发物质到达任一方向面积元ds质量为：设蒸发物的密度为ρ，单位时间淀积在ds上的膜厚为t，则比较以上两式可得：对于平行平面ds，φ=θ，则上式为：由：可得在点源的正上方区域(δ=0)时：1)薄膜的厚度测量–      干涉显微镜法干涉条纹间距Δ0 ，条纹移动Δ，台阶高为：测出Δ0 和Δ，即可测得膜厚t其中λ为单色光波长，如用白光，λ取n        实验步骤1.绕制钨篮，清

4、洗钨篮和载玻片,铝丝，祛除表面氧化物。2制作基片，.用一窄薄铝片遮盖在载玻片上，以便镀膜完成后在基片上形成台阶。3. 将钨篮和钼舟固定在钟罩内的电极上，并放入铝丝。,4抽至真空度达10-6torr以上,开始蒸发镀膜。5.镀膜完成后,处理真空机组的后续工作。6.用称重法测薄膜的厚度。7.用干涉法测薄膜的厚度。 一、  本实验重点1． DM-300镀膜机的真空系统结构及正确操作2． 分别用钨篮和钼舟做蒸发源，掌握好二者的蒸发电流和蒸发时间是镀膜质量好坏的关键。3． 干涉显微镜的结构原理及光路调节。二、  本实验难点1．基片样品的制作，遮盖金属片的边缘一定要非常光滑整齐，遮盖金属片要

5、紧紧压住基片。2． 蒸发电流和蒸发时间的掌握，为避免蒸发材料跌落并清除杂质，开始宜缓慢升温，待蒸发材料融化成液滴时再加大电流升温蒸发，直到将材料全部蒸发光，确保薄膜的厚度。3． 称重法测薄膜厚度要求基片足够大，膜足够厚，天平读数精度足够高。4． 干涉法测薄膜厚度，干涉显微镜的结构与实物对照。5． 调节光路找到干涉条纹，再调到干涉条纹出现最大弯曲，即可测量。三、  薄膜材料制备及应用薄膜材料是材料科学的一个分支，涉及的内容有：–      薄膜材料的制备；–      薄膜材料的成核与生长理论；–      薄膜材料的表征技术；–      薄膜材料的性能及应用。薄膜制备大体上分

6、为：化学气相沉积(chemicalvapordeposition;CVD) –      借助空间气相化学反应在衬底表面上沉积固态薄膜。物理气相沉积(physicalvapordeposition;PVD)–      用物理方法将源物质转移到气相中，在衬底表面上沉积固态薄膜。真空蒸发； 溅射； 分子束外延等。熔点低于2000K的金属才能用于蒸发镀膜，难熔金属用溅射法镀膜。有些金属会和蒸发源形成合金，原则上每种镀材应有专用的蒸发源。l        薄膜的生长过程薄膜的生长过程直接影响薄膜的结构以及它最终性能。薄膜的生长最初是成核阶段，即气态分子或原子开始凝聚到衬底表面上。薄膜

7、的生长有三种模式：–      岛状(Volmer-Weber)生长模式沉积物质分子或原子相互键合，避免与衬底原子键合，浸润性较差。–      层状(Frank-vander Merwe)生长模式沉积物质分子或原子与衬底原子键合并采取二维扩展模式，与衬底浸润性好。–      中间(Stranski-Krastanov)生长模式(层状—岛状中间生长模式)。三种不同的薄膜生长模式l        薄膜材料的成核及生长理论1.      自发成核—成核过程是在相变自由能的推动下进行。2.