我的真空考卷

1、一、答：1、真空的特點(diǎn)是：（1）氣壓低于一個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)，單位體積中的氣體分子數(shù)大大減少；（2）分子平均自由程增大；（3）氣體分子之間之間的相互碰撞頻率降低；（4）氣體分子與其它粒子之間的相互碰撞也隨之減少；（5）活化氣體的密度低。2、真空技術(shù)在薄膜材料制備中應(yīng)用有:（1）脈沖激光沉積脈沖激光沉積是一種新的薄膜制備技術(shù)，激光光源可采用大功率準(zhǔn)分子激光器。高能量的激光束透過窗口進(jìn)入真空室，經(jīng)棱鏡或凹面鏡聚焦，聚焦后的激光束功率密度很高

2、，它照射到原材料上，使之加熱氣化蒸發(fā)。靶表面吸收的激光束的能量會(huì)引起靶原子的激發(fā)，靶表面的燒蝕蒸發(fā)。蒸發(fā)物在靶前形成一個(gè)由荷能的中性原子、分子、離子、電子、原子團(tuán)、微尺度的微粒和熔化的液滴混合組成的羽狀聚集體。當(dāng)聚集體到達(dá)基片時(shí)，便在基片上凝聚而形成薄膜?；桶胁亩际欠旁谡婵帐覂?nèi)的，開激光器之前首先要對(duì)真空室抽真空，開機(jī)械泵把真空室抽到3Pa以下，接著開分子泵，抽到Pa310?以下，即可進(jìn)行工作。通常抽完真空后，在真空室中通入、等2O

3、2N氣體，以增強(qiáng)表面反應(yīng)或保持薄膜的化學(xué)計(jì)量比。這時(shí)真空室還是應(yīng)該保持在低真空狀態(tài)下。(2)濺射鍍膜用高能粒子轟擊固體表面時(shí)能使固體表面的粒子獲得能量并逸出表面，沉積在基片上。濺射現(xiàn)象于1870年開始用于鍍膜技術(shù)，1930年以后由于提高了沉積速率而逐漸用于工業(yè)生產(chǎn)。常用的二極子或分子在基片表面吸附、成核、核生長，繼而形成連續(xù)薄膜。真空沉積都是在一定的真空環(huán)境下進(jìn)行的，鍍膜室內(nèi)的殘余氣體分子會(huì)對(duì)薄膜的形成、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要的影響。根據(jù)氣體分子

4、運(yùn)動(dòng)論，在熱平衡條件下單位時(shí)間通過單位面積的氣體分子數(shù)N0為：(個(gè)cm2.s)其中P是氣體壓強(qiáng)，M是氣體的摩爾質(zhì)TMPN2101064.2??量，T是氣體的溫度。根據(jù)上式當(dāng)P≈T=300K、粘附系數(shù)=1時(shí)，510??N0在1013數(shù)量級(jí)。這表明每秒鐘大約有1013個(gè)氣體分子會(huì)到達(dá)單位基片表面。因而要獲得高純的薄膜。就必須要求殘余氣體的壓強(qiáng)非常低。另一方面，蒸發(fā)出來的原材料分子是在殘余氣體分子中向基片運(yùn)動(dòng)，粒子之間會(huì)發(fā)生碰撞。兩次碰撞之間

5、的平均距離稱為蒸發(fā)分子的平均自由程，式中n是殘余氣體分子?PdTpdkT18210107.32??????密度，d是碰撞截面。由上式可知壓強(qiáng)越小平均自由程越大，蒸發(fā)分子在輸運(yùn)中碰撞的幾率越小。在蒸發(fā)鍍膜中真空的獲得首先是通過機(jī)械泵對(duì)鍍模室抽到低真空，然后再通過油擴(kuò)散泵，把鍍膜室抽到高真空。蒸發(fā)沉積法要求壓強(qiáng)小于Pa的高真空。310?（4）磁控濺射磁控濺射屬于輝光放電范疇，利用陰極濺射原理進(jìn)行鍍膜。膜層粒子來源于輝光放電中，氬離子對(duì)陰極靶