báo cáo thực hành vật lý hạt nhân phần 3

Tham khảo tài liệu báo cáo thực hành vật lý hạt nhân phần 3, luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
báo cáo thực hành vật lý hạt nhân phần 3Coâng ngheä vaät lieäu vaø duïng cuï ñieän GVCN: Traàn Kim Cöông BAØI TIEÅU LUAÄN COÂNG NGHEÄ VAÄT LIEÄU DUÏNG CUÏ ÑIEÄN TÖÛCaâu 1: Phöông phaùp taïo maøng baèng phuùn xaï Catod. Khi ñoäng naêng vöôït quaù 4H hì baét ñaàu xaåy ra söï ñaùnh baät vaø giaûi phoùngnguyeân töû khoûi beà maët ñeå chuyeån sang pha hôi. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi laøhieän töôïng phuùn xaï(Sputtering). Quaù trình phuùn xaï thöôøng keùo theo söï dòch chuyeån cuûa caùc nguyeân töûtreân beà maët vaø söï hö hoûng taïm thôøi hoaëc vænh vieån. Coù nhieàu phöông phaùp taïo maøng khaùc nhau nhö phöông phaùp Epitaxi,phöông phaùp Planar trong ñoù coù phöông phaùp phuùn xaï. Heä naøy naèm e- Haït baén trong moâ hình huùt E, ion, ntöû, phaàn töû phaù e, chaân khoâng Haït baén phaù ion (ñöôïc ntöû gia toác thöôøng) Caùc hieän töôïng xaûy ra ôû ñaây phuï thuoäc vaø naêng löôïng baén phaù chuû yeáulaø ñoäng naêng (do theá naêng baèng 0). Ñoäng naêng cuûa ion duøng cho quaù trình taïo maøng phuùn xaï thöôøng naèmtrong khoaûng töø möùc ngöôûng cho tôùi khoaûng 5Kev. Do m ion > m e-, naêng löôïng baén phaù m voân: m ion = mv 2/2 >m e- ñeåñaït ñöôïc möùc naêng löôïng baén phaù lôùn thì chæ caàn gia toác vaän toác v. Cô cheá laø duøng Ion baén phaù vaø baûn cöïc ñoù laø Catod ( -) vaø ion (+) do ñoùbaûn thaân nguyeân töû bò baén phaù ñaõ gia toác neân gaây ra hieän töôïng phuùn xaïhay bay hôi (bay hôi khoâng phaûi do nhieät maø do baén phaù). Ñoäng naêng baénphaù xaáp xó möùc ngöôõng 5Kev.# Hieäu suaát phuùn xaï: Hieäu suaát phuùn xaï ñöôïc ñaùnh giaù baèng soá nguyeân töûñöôïc giaûi phoùng khoûi beà maët vaät lieäu ñoù döôùi taùc duïng cuûa ion. Hieäu suaát phuùn xaï thay ñoåi theo ion nhieàu hôn laø theo loaïi nguyeân töû vaätlieäu laøm bia vaø noù phuï thuoäc vaøo goùc tôùi cuûa ion, goùc tôùi taêng thì hieäu suaátSVTH: Nguyeån Vaên CöôøngTrang 1Coâng ngheä vaät lieäu vaø duïng cuï ñieän GVCN: Traàn Kim Cöôngtaêng theo.Ñaëc bieät khi naêng löôïng ion cao hôn thì vieäc taêng goùc tôùi seû giôùihaïn söïbtaêng töông taùc beà maët vaø do vaäy hòeu suaát cuûng ñöôïc taêng leân. Hieäu suaát phuùn xaï phuï thuoäc vaøo ion khí trôû (cuï theå laø Ar +), Ar cho ñöôïchieäu suaát cao nhaát (coät cuoái cuûa baûng tuaàn hoaøn(7,8: coät cuoái)). Do ñoù phaûicung caáp moät naêng löôïng lôùn nhöng chæ coøn vaøi % naêng löôïng laø coù ích coønlaïi phaûi cung caáp cho taám kim loaïi, ñeå bieán thaønh nhieät. Ngoaøi ra hieäu suaátphuùn xaï coøn phuï thuoäc vaøo ñieän aùp treân Catod. Ñaëc bieät phöông phaùp phuùn xa khoâng duøng nhieät vì hieäu suaát phuùn xaïphuï thuoäc raát ít vaøo nhieät ñoä.Toùm laïi hieäu suaát () phuùn xaï phuï thuoäc chuû yeáu Ion ñaïn (hieän nay lyùthuyeát chöa giaûi thích ñöôïc) goùc baén phaù hay goùc taùn xaï (hieåu theo cô cheácuûa söï taùn xaï).Ta phaûi huùt chaân khoâng ñeå traùnh söï va chaïm giöõa caùc ñieän tích vôùi phaân töûkhí. Hieän töôïng naøy xaûy ra töông töï nhö hieän töôïng phoùng ñieän trong khíkeùm (aùp xuaát thaáp). Ñoái vôùi nhöõng haït coù böùc xaï cao ñoøi hoûi möùc naênglöôïng trung bình nghóa laø phaûi nhoû hôn nhöõng böùc xaï khaùc.# Ngöôûng phuùn xaï: Laø naêng löôïng nhoû nhaát cuûa ion baén phaù coù theå gaây rahieän töôïng phuùn xaï. Moåi loaïi coù moät hieän töôïng phuùn xaï khaùc nhau vaøngöôûng phuùn xaï noù lieân quan ñeán theá naêng töông taùc cu ûa vaät lieäu vì vaäyphaûi coù ngöôûng phuùn xaï.Caâu 2: Giaûi thích caùc thaønh ngöõ trong hieän töôïng phoùng ñieän khí keùm cuøngvôùi Ao, vuøng saùng catod, vuøng toái Crook. Haàu heát caùc thieát bò taïo maøng treân co sôû phuùn xaï ñeàu ít nhieàu coù lieânquan ñeán quaù trình phoùng ñieän khí keùm coù hai ñieän cöïc ñöôïc noái vôùi ñieänaùp cap moät chieàu, ñieän cöïc nôùi vôùi cöïc aâm catod, ñieän ngöôïc noái vôùi cöïcdöông anod. Khi ñieän aùp taêng quaù giaù trò möùc ngöôõng goïi laø ñaùnh th uûng.Khi soá löôïng ion ñuû lôùn noù seõ tích tuï phía tröôùc catod, taïo ra moät vuøng ñieäntích khoâng gian cuïc boä laøm cho ñieän tröôøng phía tröôùc catod taêng maïnh. Vaøkhi hieän töôïng ñaùnh thuûng xuaát hieän thì soá luôïng e - thöù caáp taïo ra ôû catodñuû lôùn ñeå duy trì quaù trình phoùng ñieän suy ra goïi laø quaù trình phoùng ñieänduy trì.Vuøng toái crook laø vuøng maø coù caùc ion döông tính taäp trung nhieàu, chieàu daøicuûa noù xaáp xæ vôùi chieàu daøi quaûng ñöôøng trung bình maø e - ñi qua keå töøcatod cho tôùi khi thöïc hieän va chaïm ion hoaù ñaàu tieân. Do ñieän tröôøng trongvuøng toái crook lôùn neân e- ñi qua vuø ...