Випаровування металів у завислому стані

Для випаровування металів у завислому стані у вакуумі з високочастотним нагріванням розроблена спеціальна установка (рис. 3.1). Цей спосіб виключає контакт речовини, що випаровують, з матеріалом тигля і, таким чином, забруднення шарів, що одержують. Крім того, цей спосіб дозволяє випаровувати невеликі кількості речовини (3-1000 мг), що особливо суттєво при нанесенні плівок ізотопів, що досить дорого коштують.

Розроблена конструкція високочастотного індуктора дозволяє створити умови для стабільного процесу плавлення шматочка матеріалу, що випаровують, у завислому стані. Крапля отриманого розплавленого металу, залишається у завислому стані у продовж всього процесу вакуумного випаровування. Таким способом вдалося отримати шари Al, Ag, Ti, Co, Fe, Cu товщиною 50-100 мг/см².

 

Випаровування за допомогою лазера

Найновішим методом випаровування є метод нагрівання речовини, яку випаровують, є метод нагрівання речовини, яку випаровують, променями лазеру. У деяких роботах показана можливість одержання тонких плівок шляхом випаровування матеріалів, розміщених у вакуум, за допомогою сфокусованого випромінювання від лазеру, який знаходиться зовні вакуумної камери. Таким способом можна розігріти речовину, що випаровують, до досить високої температури, що дозволяє легко випаровувати тугоплавкі матеріали, які за звичайними способами випаровувати важко. Крім того, перевага такого способу випаровування полягає у тому, що при випаровуванні за допомогою лазерного випромінювання може бути розігрітою тільки невелика ділянка речовини, яку випаровують, у той час як тигель, в якому ця речовина розташована, залишається холодним; таким чином, виключаються забруднення, які приносяться у плівку при використовуванні звичайних випарників з непрямим підігрівом.

 

Живлення випарників

Для живлення випарників зазвичай необхідний знижувальний трансформатор, потужність якого залежить від конструкції та розмірів випарників, а також від властивостей речовини, яку випаровують. Для плавного регулювання напруги, що подається на випарник, у первинну обмотку знижувального трансформатора вмикається варіак. Для контролю споживаної потужності, що є надзвичайно важливим для збереження обраних умов випаровування, у ланцюг випарника вмикаються амперметр та вольтметр.

При увімкненні випарників слід мати на увазі, що опір вольфрамового та молібденового дроту сильно зростає за умов високих температур. При температурі 1000⁰С опір вольфраму зростає у 5-6 разів у порівнянні з опором вольфраму при кімнатній температурі, а при температурі 2000⁰С – у 10 разів.

 

Контрольні питання

1. Історія розвитку тонкоплівочних процесів.

2. Класифікація тонких плівок. Відмінність адгезивних і неадгезивних плівок.

3. Запропонувати спосіб одержання тонких плівок магнітного матеріалу для запису інформації і дати його опис.

4. Розташувати зазначені методи в порядку зростання щільності одержуваних покрить і обґрунтувати своє рішення:

1 – електронно-променеве напилювання;

2 – термічне;

3 – магнетронне на постійному струмі;

4 – магнетронне на перемінному струмі;

5 – лазерне напилювання;

6 – катодне (іонне напилювання).

5. Електронно-променеве напилювання і його недоліки.

6. Розташувати зазначені методи в порядку зростання ефективності осадження матеріалу й обґрунтувати своє рішення:

1 – електронно-променеве напилювання;

2 – термічне;

3 – магнетронне на постійному струмі;

4 – магнетронне на перемінному струмі;

5 – лазерне напилювання;

6 – катодне (іонне напилювання).

7. Запропонувати спосіб одержання адгезивної плівки на основі Мо та дати його опис.

8. Типи існуючих випарників та їх використання.

9. Принцип випаровування за допомогою лазера.

10. Принцип дії випарника з магнітним фокусуванням електронного променю.

 

Навчальне видання

 

Калинушкін Євген Павлович

Мовчан Олександр Володимирович

Федоркова Наталія Миколаївна

Балакін Олександр Анатолійович

Синиціна Юлія Петрівна

Горуля Микола Михайлович

Згарбул Ольга Петрівна