實(shí)驗(yàn)八 真空蒸發(fā)鍍膜
!wNj;ST* <A+n[h Fx6]x$3 ~8l(, N0 真空鍍膜屬于薄膜技術(shù)和薄膜物理范疇,廣泛應(yīng)用在電真空，電子學(xué)、光學(xué)、能源開發(fā)、現(xiàn)代儀器、建筑機(jī)械、包裝、民用制品、表面科學(xué)、以及原子能工業(yè)和空間技術(shù)中。它可以用來鍍制微膜組件，薄膜集成電路，半導(dǎo)體集成電路等所需的電學(xué)薄膜；光學(xué)系統(tǒng)中需要的反射膜，透設(shè)膜，濾光膜等各種光學(xué)薄膜；輕工業(yè)產(chǎn)品的燙金薄膜等等。由于真空鍍膜技術(shù)的迅速發(fā)展，從而使電子計(jì)算機(jī)的微型化成為可能，促進(jìn)了人造衛(wèi)星，火箭和宇航技術(shù)的發(fā)展。
(]gd$BgD {>rGe#Vu 所謂真空鍍膜就是指在真空中將金屬或金屬化合物沉積在基體表面上。從技術(shù)角度可分為40年代開始的蒸發(fā)鍍膜，濺射鍍膜和70年代才發(fā)展起來的離子鍍膜。束流沉積等四種。真空鍍膜能在現(xiàn)代科技和工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，主要在于它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：①它可用一般金屬（鋁，鈦等）代替日益缺乏的貴重金屬（金，銀）并使產(chǎn)品降低成本，提高質(zhì)量，節(jié)省原材料。②由于真空分子碰撞少，污染少，可獲得表面物理研究中所要求的純凈，結(jié)構(gòu)致密的薄膜。③鍍膜時(shí)間和速度可準(zhǔn)確控制，所以可得到任意厚度均勻或非均勻薄膜。④被鍍件和蒸鍍物均可是金屬或非金屬，鍍膜時(shí)被鍍件表面不受損壞，薄膜與基體具有同等的光潔度。
T _3JAH e nEgDwJ<wl 本實(shí)驗(yàn)通過鍍鋁反射境要達(dá)到的目的是：掌握真空蒸發(fā)鍍膜的原理和操作方法；熟悉金屬和玻璃片的一般清洗技術(shù)；了解薄膜厚度的光學(xué)干涉法測量方法。
OJ!=xTU%h t'{IE! _ l+HF+v $ |X6 /Y@N 1預(yù)習(xí)提要
D6L5X/# tkj QSz 真空鍍膜是以氣體分子動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)的技術(shù)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)在高真空高溫下固體蒸發(fā)的有關(guān)知識(shí)。預(yù)習(xí)首先要閱讀本書“真空基礎(chǔ)知識(shí)”部分，掌握本實(shí)驗(yàn)所用的真空泵(機(jī)械泵，擴(kuò)散泵)，真空計(jì)（熱偶計(jì)，電離計(jì)）的原理和使用方法。然后在熟讀本實(shí)驗(yàn)時(shí)，要著重掌握真蒸發(fā)鍍膜的原理和實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)；熟悉金屬元件 和玻璃片的清洗技術(shù)；了解薄膜厚度的光學(xué)干涉法測量原理和方法。在初步掌握上述知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求要自擬實(shí)驗(yàn)步驟和操作程序，熟練掌握在試驗(yàn)中提高薄膜質(zhì)量的操作技巧.
Z(c3GmY F(}~~EtPHo AAW])c`. 'h.:-1# L 2實(shí)驗(yàn)原理
: plN<8 =R6IW, * 2.1真空蒸發(fā)鍍膜原理
8; \ 6>=yX6U1q^ 任何物質(zhì)在一定溫度下，總有一些分子從凝聚態(tài)（固態(tài)，液態(tài)）變成為氣態(tài)離開物質(zhì)表面，但固體在常溫常壓下，這種蒸發(fā)量是極微小的。如果將固體材料置于真空中加熱至此材料蒸發(fā)溫度時(shí)，在氣化熱作用下材料的分子或原子具有足夠的熱震動(dòng)能量去克服固體表面原子間的吸引力，并以一定速度逸出變成氣態(tài)分子或原子向四周迅速蒸發(fā)散射。當(dāng)真空高度，分子自由程 遠(yuǎn)大于蒸發(fā)器到被鍍物的距離d時(shí)（一般要求 ，材料的蒸氣分子在散射途中才能無阻當(dāng)?shù)刂本�達(dá)到被鍍物和真空室表面。在化學(xué)吸附（化學(xué)鍵力引起的吸附）和物理吸附（靠分子間范德瓦爾斯力產(chǎn)生的吸附）作用下，蒸氣分子就吸附在基片表面上。當(dāng)基片表面溫度低于某一臨界溫度，則蒸氣發(fā)分子在其表面發(fā)生凝結(jié)，即核化過程，形成“晶核”。當(dāng)蒸氣分子入射到基片上密度大時(shí)，晶核形成容易，相應(yīng)成核數(shù)目也就增多。在成膜過程繼續(xù)進(jìn)行中，晶核逐漸長大，而成核數(shù)目卻并不顯著增多。由于（1）后續(xù)分子直接入射到晶核上；（2）已吸收分子和小晶核移徒到一起形成晶粒；（3）兩個(gè)晶核長大到互相接觸合并成晶粒等三個(gè)因素，使晶粒不斷長大結(jié)合。構(gòu)成一層網(wǎng)膜。當(dāng)它的平均厚度增加到一定厚度后，在基片表面緊密結(jié)合而沉積成一層連續(xù)性薄膜。
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