Свойства оксидных покрытий, полученных с помощью дуального магнетрона
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет - Естественных наук и математики
Направление 010700 Физика
Кафедра водородной энергетики и плазменных технологий
Свойства оксидных покрытий, полученных с помощью дуального магнетрона
Выпускная квалификационная работа
на соискание степени бакалавр
Студент гр.13А52 ___________________ А.И. Бумагина(подпись)
Томск - 2012
Реферат
Выпускная квалификационная работа 77 с., 31 рисунок, 10 таблиц, 13 источников, 2 приложения, 10 л. графич. материала.
Ключевые слова: оксидные пленки, магнетронная распылительная система, дуальная магнетронная распылительная система, скорость напыления, оптические характеристики, шероховатость поверхности.
Объектом исследования являются пленки оксида титана, полученные с помощью различных конструкций МРС.
Цель работы - выявление зависимостей свойств оксидных покрытий от конструктивных особенностей МРС.
В процессе работы проводились:
.Нанесение оксидных пленок с помощью различных конструкций при одинаковых режимах напыления.
.Измерение скорости напыления.
.Исследование шероховатости и оптических характеристик оксида титана.
В результате исследования выяснилось:
Скорости напыления пленок, полученных с помощью дуальной конструкции в 3 раза больше, чем на планарном магнетроне.
Оптические характеристики не зависят от использования разных конструкций магнетронных систем.
Шероховатость стекла Rz=0.3 мкм, после нанесения на него тонкой пленки шероховатость уменьшается.
Содержание
Введение
Способы нанесения оксидных пленок
.1 ВЧ - распыление диэлектриков
.2 Магнетронные распылительные системы
.2.1 Физические основы работы МРС
.2.2 Реактивное магнетронное распыление
.3 Особенности нанесения оксидов дуальной магнетронной распылительной системой
. Процессы роста тонких пленок
.1 Физические основы распыления
.2 Перенос вещества к подложке
.3 Конденсация и образование тонких пленок
. Методы исследования параметров тонких пленок
.1 Методы измерения толщины тонкопленочных покрытий
.2 Исследование оптических характеристик
.3 Исследование поверхности тонких пленок
. Экспериментальные исследования
.1 Схема экспериментальной установки Яшма
.2 Методика эксперимента
. Результаты экспериментальных исследований
.1 Оптические характеристики
.2 Исследование поверхности тонких пленок
Заключение
Список используемых источников
Приложение А
Приложение Б
Введение
Тонкие прозрачные покрытия получают все более широкое применение в различных отраслях науки и техники. В настоящее время фактически появился новый раздел оптики тонких пленок, а интерференционные покрытия составляют специальную отрасль оптического приборостроения.
Оптика тонких слоев - новая часть прикладной оптики, получившая быстрое развитие с середины 20 века. Стимулом к этому послужило успешное практическое использование явлений интерференции и поляризации света в тонких прозрачных слоях, что коренным образом изменяет оптические и другие свойства поверхности стекла или иной оптической среды [1]. Специалисты-материаловеды начали более отчетливо осознавать ту особую роль, которую играет свободная поверхность и границы раздела в материалах в комплексе его служебных свойств.
Практическое использование этого обстоятельства позволило разработать способы модификации поверхности материалов, и среди них наиболее эффективный - нанесение тонкопленочных 0,01-50 мкм покрытий из различных материалов с заданными структурой и физико-механическими и химическими свойствами.
При помощи таких покрытий можно существенным образом изменить механические, оптические, электрические, магнитные, тепловые и химические свойства исходного материала, получая изделия с требуемыми свойствами.
Проблема нанесения тонкопленочных покрытий является едва ли не самой обширной среди современных актуальных направлений технологии и материаловедения. Высокие темпы развития наукоемких отраслей промышленности требуют непрерывного повышения качества, и эксплуатационных свойств покрытий. Реализация этих требований напрямую зависит от достижений в конструировании оборудования и совершенствования технологий получения тонких пленок.
В настоящее время наиболее перспективными методами нанесения покрытий являются вакуумные ионно-плазменные методы. Это обусловлено их экологической безопасностью, высокой чистотой технологических процессов и качеством продукции. Также известно, что в ионизованном или возбужденном состоянии атомы и молекулы легче взаимодействуют друг с другом, делая процесс нанесения покрытий более эффективным.
Проблемой существующих методов нанесения покрытий является либо высокая стоимость оборудования и небольшие скорости осаждения покрытий как в случае высокочастотного (ВЧ) или сверхвысокочастотного (СВЧ) разрядов, плохая однородность наносимых покрытий, как при использовании дугового распыления либо низкая адгезия, как при термическом испарении. Пожалуй, только магнетронное распыление в какой-то степени ?/p>