«Исследование физических свойств твердых тел», методические указания к лабораторным работам, страница 29

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПЕРВОГО ЗАДАНИЯ

Для выполнения задания следует проработать материал /1, c.7-18, 2, c.131-134/, в заготовку отчёта занести схемы механизмов роста плёнок и перечень факторов, влияющих на структуру плёнок.

Параметры тонких металлических плёнок существенно отличаются от параметров массивных материалов, что связано с различием структуры и с размерными эффектами в тонких плёнках.

Размерный эффект – это проявление существенных качественных или (и) количественных изменений физических свойств объекта с уменьшением его размера (толщины плёнки, диаметра частицы). Эти проявления затрагивают практически каждое физическое свойство материала, включая многие его фундаментальные параметры, такие как тип кристаллической решетки, температура плавления и др.

Таким образом, проявлением «тонкопленочного состояния» является размерный эффект: фазовый, структурный, субструктурный, ориентационный и практически всех физических свойств твёрдых тел. Отсюда следует, что понятие «тонкая пленка» относительно лишь к конкретному свойству: будучи таковой по отношению к одному свойству, пленка может иметь параметры массивного образца по другому свойству.

Для нанесения тонких плёнок используются физические и химические методы. Физические методы основаны на образовании потока атомных частиц (отдельных атомов, молекул или ионов) из напыляемых материалов и последующей их конденсации на поверхности подложки. Для этого необходимо применение высокого вакуума, поэтому физические методы нанесения тонких пленок называют вакуумными.

В технологии получения тонких пленок вакуумными методами различают три этапа:

испарение вещества с целью получения пара - атомарного потока;

перенос пара в вакуумном пространстве;

конденсация пара на подложке и образование пленочной структуры.

После столкновения атомов паровой фазы с подложкой могут происходить три процесса: адсорбция, приводящая к окончательному оседанию атома; адсорбция, приводящая к реиспарению через некоторое время; отражение сразу после столкновения. Отражение обычно имеет небольшую вероятность. Частота реиспарения

                                          ,                                  (1)