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離子濺射儀的工作原理及操作步驟解析
閱讀：5114 發(fā)布時間：2022-3-14
離子濺射儀為一種有著緊湊結(jié)構(gòu)的桌上型鍍膜系統(tǒng)，對于掃描電鏡成像中非導(dǎo)電樣品高質(zhì)量鍍膜尤為適用。試樣干燥清潔為離子濺射鍍膜的基本要求。在必要時，交換試樣與陰極的位置利用火花放電從而對試樣表面進行清潔，之后試樣復(fù)原，再進行濺射鍍膜。鐵、鎳、銅鉛等為該儀器常用的陰極材料，有時電剛金、鉑、鈀、銦和其他金屬也能夠作為陰極材料。
工作原理：
直流冷陰極二極管式，靶材處于常溫，加負(fù)高壓1-3kv，陽極接地。當(dāng)接通高壓，陰極發(fā)射電子，電子能量增加到1-3kev，轟擊低真空中（3-10pA)的氣體，使其電離，激發(fā)出的電子在電場中被加速，繼續(xù)轟擊氣體，產(chǎn)生聯(lián)級電離，形成等離子體。離子以1-3kev的能量轟擊陰極靶，當(dāng)其能量高于靶材原子的結(jié)合能時，靶材原子或者原子簇，脫離靶材，又經(jīng)過與等離子體中的殘余氣體碰撞，因此方向各異，當(dāng)落在樣品表面時，可以在粗糙的樣品表面形成厚度均一的金屬薄膜，而且與樣品的結(jié)合強度高。如果工作室中的氣體持續(xù)流動，保持恒定壓力，這時的離子流保持恒定。高壓的功率決定了最大離子流，一般有最大離子流限制，用于保護高壓電源。
離子濺射儀的操作：
1、一般工作距離可調(diào)，距離越近，濺射速度越快，但熱損傷會增加。
2、離子流的大小通過控制真空壓力實現(xiàn)，真空度越低，I越大，濺射速度越快，原子結(jié)晶晶粒越粗，電子轟擊樣品（陽極）產(chǎn)生的熱量越高；真空度越3、高,I越小，濺射速度越慢，原子結(jié)晶晶粒越細(xì)小，電子轟擊樣品產(chǎn)生的熱量小。
4、加速電壓為固定,也有可調(diào)的，加速電壓越高，對樣品熱損傷越大。一般使用金屬靶材的正比區(qū)域。
5、有些熱敏樣品，需要對樣品區(qū)進行冷卻，水冷或者帕爾貼冷卻；也可以采用磁控裝置，像電磁透鏡一樣把電子偏離樣品。經(jīng)過這樣的改造，當(dāng)然會增6、加很高的成本。可以在石蠟表面濺射一層金屬，而沒有任何損傷！
7、真空中的雜質(zhì)越多，鍍膜質(zhì)量越差。一般黃金比較穩(wěn)定，可以采用空氣作為等離子氣源，而其他很多靶材則需要惰性氣體為好。
8、氣體原子序數(shù)越高，動量越大，濺射越快，但晶粒會較粗，連續(xù)成膜的膜層較厚。
9、保持真空室的潔凈對高質(zhì)量的鍍膜有很大好處。
10、不要讓機械真空泵長期保持極限真空，否則容易反油。