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- 121莪很乖 2017-01-08 00:00:00
- 控濺射原理電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動，該電子的運動路徑很長，在運動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，Z終沉積在基片上。 磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑，改變電子的運動方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不僅僅是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。磁場與電場的交互作用使單個電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是僅僅在靶面圓周運動。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場磁力線呈圓周形狀。磁力線分布方向不同會對成膜有很大關(guān)系。 在機理下工作的不光磁控濺射，多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場方向，電壓電流大小而已。
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■ 雙電弧等離子體源共沉積制備新型GX鉑鎳催化劑
N. Todoroki[1]等人以高活性氧還原反應(yīng)（oxygen reduction reaction，ORR）為目標(biāo)，設(shè)計了一種新型基于鉑-鎳合金納米顆粒堆疊薄膜（nanoparticle-stacking thin film，NPSTF）結(jié)構(gòu)的電催化劑。合成所得鉑-鎳NPSTF的質(zhì)量活性比商用碳負(fù)載的鉑催化劑要高十倍。鉑-鎳NPSTF顯著的ORR活性增強被歸因于：1）由底層鎳原子誘導(dǎo)的表面鉑富集層的電子性質(zhì)修飾；2）由鉑-鎳納米顆粒堆疊而實現(xiàn)的活性表面區(qū)域的增加。本實驗利用日本Advance Riko公司的APD電弧等離子體沉積系統(tǒng)完成。(a)由APD共沉積獲得的Pt2Ni8薄膜截面的HAADF-STEM圖像；(b)脫合金后得到的Pt2Ni8薄膜截面圖像；(c)脫合金后獲得的Pt2Ni8納米結(jié)構(gòu)示意圖參考文獻(xiàn)：
[1]N. Todoroki, et al., Pt?Ni Nanoparticle-Stacking Thin Film: Highly Active Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction. ACS Catal., 2015, 5, 2209-2212.詳情請點擊： 雙電弧等離子體源共沉積制備新型GX鉑鎳催化劑■ 電弧等離子體源與分子束外延技術(shù)的集成在先進(jìn)電子與光電子器件領(lǐng)域， C族-Ⅳ族半導(dǎo)體材料是頗受關(guān)注的一種重要材料。特別地，碳含量在4%~11%的Ge1-xCx外延層被認(rèn)為具有直接帶隙結(jié)構(gòu)、且能夠補償由硅襯底晶格失配引起的固有應(yīng)變。然而，目前尚未獲知穩(wěn)定的GeC相晶體材料，而且體材Ge中極低的C原子溶解度（平衡態(tài)下為108 atoms/cm3）也阻礙了獲取結(jié)晶良好且含碳量高的GeC外延層。目前已有部分利用MBE或CVD生長GeC外延層的報道，相關(guān)研究人員目前的研究ZD之一是提升外延層Ge1-xCx中替位C含量x的數(shù)值。近期，有研究人員利用超高真空考夫曼型寬離子束源，在200 ℃~500 ℃的生長溫度下，在Ge（001）襯底上獲得了x≤2%的Ge1-xCx外延層。在M. Okinaka等人[1]的工作中，為了進(jìn)一步增強非平衡生長，首次采用了電弧等離子體槍作為新型C源，在Si（001）襯底上利用MBE制備了GeC外延層。結(jié)果表明，對于在硅表面利用MBE生長GeC外延層來說，電弧等離子體槍的使用以及非平衡生長的增強，對于外延層中C的摻入以及YZ外延層中C團簇的形成具有重要作用。以電弧等離子體作為碳源在Si（001）襯底表面生長的碳膜的AFM圖像，薄膜表面非常平整，粗糙度為納米級參考文獻(xiàn)：
[1] M. Okinaka, et al., MBE growth mode and C incorporation of GeC epilayers on Si(001) substrates using an arc plasma gun as a novel C source. J. Cryst. Growth, 2003, 249, 78-86.[2] G. Yu, et al., Ion velocities in vacuum arc plasmas. J. Appl. Phys., 2000, 88, 5618.詳情請點擊： 電弧等離子體沉積技術(shù)的特殊應(yīng)用案例——電弧等離子體源與分子束外延技術(shù)的集成更多應(yīng)用案例，請您致電010-85120280 或 寫信至 info@qd-china.com獲取。
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磁控濺射系統(tǒng)主要用于半導(dǎo)體應(yīng)用，同時也可以用于各種需要進(jìn)行微納工藝濺射鍍膜的情形?？捎糜诮饘俨牧希ń稹y、銅、鎳、鉻等）的直流濺射、直流共濺射，絕緣材料（如陶瓷等）的射頻濺射，以及反應(yīng)濺射能力?；芍С止杵?，氧化硅片，玻璃片，以及對溫度敏感的有機柔性基片等。
設(shè)備優(yōu)勢01鍍膜均勻性
對于最關(guān)鍵的鍍膜的均勻性方面，對于6”硅片的金屬材料鍍膜，NANO-MASTER可以達(dá)到優(yōu)于3%的鍍膜均勻度，而一些設(shè)備只能穩(wěn)定在5%甚至更高。
02設(shè)備制造工藝
在配備相似等級的分子泵及機械泵的情況下，NANO-MASTER具有更快的抽真空速率，比如可以在20-25分鐘左右就達(dá)到高真空工藝，而一些設(shè)備則需要30-40分鐘。腔體真空的穩(wěn)定度影響鍍膜的性能。
03工藝的可重復(fù)性
NANO-MASTER設(shè)備在工藝控制方面，有更高的自動化能力，通過PC控制，減少人工干預(yù)造成的工藝偏差。而一些設(shè)備要求人工配合，導(dǎo)致不同人采用同樣的工藝做出來的效果不同，甚至同一個人在不同時間運行相同的工藝做出來的效果也不同。
04設(shè)備緊湊性
一些設(shè)備在滿足相同性能情況下，由于加工的精密度方面的差距，造成設(shè)備比較龐大，占地面積較大，使得實驗室寶貴的空間被占用嚴(yán)重。而NANO-MASTER設(shè)備相對而言具有更緊湊的設(shè)計，占地面積也較小。
05設(shè)備穩(wěn)定性
進(jìn)口設(shè)備的維護(hù)率較低，可以保證設(shè)備較長時間的穩(wěn)定運行，而一些設(shè)備的故障率高，不利于設(shè)備的穩(wěn)定使用，經(jīng)常因為故障影響實驗的正常進(jìn)行，影響科研進(jìn)度。
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