Средства достижения и поддержания высокого вакуума

Способы получения атомарно чистой поверхности.

1. Скол в вакууме.
Производится скол, и убираются те слои, в которых большое количество загрязнений.
Метод применим для хрупких материалов, например, оксидов: ZnO, TiO₂, SuO₂
золоидов: NaCl, KCl
полупроводников: Si, Ge, GaAs, IuF, GaP.

Достоинство метода – получается чистая поверхность.
Недостатки:
Ограниченность по материалам.
В результате скола появляются множественные и невоспроизводимые неровности поверхности.
Скол возможен не по всем кристаллографическим направлениям.
Поверхность скола может быть не равновесной.

2. Отжиг, или прогрев в вакууме. В результате нагревания в вакууме происходит десорбция (разрыв связей, обеспечивающих адсорбцию), и поверхностные загрязнения покидают поверхность. Отжиг может осуществляться различными способами, например: пропусканием тока через образец, электронной бомбардировкой, лазером.
Область применения – достаточно тугоплавкие материалы:
Температура, при которой испаряются загрязнения, должна быть ниже Температуры плавления образца. Применимо для W, Mo…, Si.
Недостатки: в результате действия высокой температуры происходит диффузия, и главным отрицательным эффектом является то, что разные составляющие объекта диффундируют с разной скоростью; это приводит к сегрегации (уходит из объема кристалла и собираются около поверхности) и нарушение стехиометрии самого образца (разные составляющие диффундируют с разной скоростью).
Метод неэффективен при прочном скреплении материалов образца. Пример: атомы углерода на разных веществах.

3. Химическая обработка. Может быть осуществлена двумя способами:
1) Нанесение легко испаряемого в вакууме защитного покрытия.
2) Отжиг в газе-реагенте при высокой температуре и низком давлении. Температура – 1000-2000 градусов, давление ~ 10^-4Па.

4. Ионное распыление. В вакуумной камере устанавливается ионная пушка, работа которой основана на ионизации газа потоком электронов. Используется в качестве газа чаще всего аргон, и для небольшой глубины проникновения используются небольшие энергии в пределах 0,5…5 кэВ. Пушка состоит из ионизатора и фокусирующей системы. Идея в том, что происходит термоэлектронная эмиссия. Термоэлектроны пролетают как можно большее расстояние, и ионизует сетку.
Загрязнения распыляются вместе с верхними слоями атомов одного образца:
Достоинства:
Наибольшая эффективность из всех методов.
Недостатки:
Аморфизация поверхности.
Имплантация атомов газа.
Для компенсации недостатков используют отжиг. На практике используют по нескольку циклов ионной бомбардировки и отжига.

Дата добавления: 2014-11-14; просмотров: 200; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!