Thảo luận về công nghệ sem kính hiển vi điện tử quét
Mục kiểm tra SEM
1. Phân tích hình thái bề mặt vật liệu, quan sát hình thái vi khu vực
2. Phân tích hình dạng, kích thước, bề mặt, mặt cắt và phân bố kích thước hạt của các vật liệu khác nhau
3. Quan sát hình thái bề mặt, phân tích độ nhám màng và độ dày màng của các mẫu màng mỏng khác nhau
Chuẩn bị mẫu SEM đơn giản hơn chuẩn bị mẫu TEM và không yêu cầu nhúng và cắt.
yêu cầu mẫu:
Mẫu phải rắn chắc; đáp ứng các yêu cầu về thành phần không độc hại, không phóng xạ, không gây ô nhiễm, không nhiễm từ, khan và ổn định.
Nguyên tắc chuẩn bị:
Mẫu có bề mặt bị ô nhiễm phải được làm sạch đúng cách mà không phá hủy cấu trúc bề mặt của mẫu, sau đó sấy khô;
Các vết nứt hoặc các phần mới bị phá vỡ thường không cần xử lý, để không làm hỏng trạng thái cấu trúc của vết nứt hoặc bề mặt;
Bề mặt hoặc vết nứt của mẫu bị xói mòn phải được làm sạch và sấy khô;
Các mẫu từ tính được khử từ trước;
Kích thước của mẫu phải phù hợp với kích thước của giá đỡ mẫu dành riêng cho thiết bị.
phương pháp phổ biến:
mẫu số lượng lớn
Vật liệu dẫn điện khối: không cần chuẩn bị mẫu và mẫu được liên kết với giá đỡ mẫu bằng keo dẫn điện để quan sát trực tiếp.
Số lượng lớn vật liệu không dẫn điện (hoặc dẫn điện kém): trước tiên sử dụng phương pháp phủ để xử lý mẫu để tránh tích tụ điện tích và ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
mẫu bột
Phương pháp phân tán trực tiếp:
Chất kết dính hai mặt được dán trên tấm đồng, các hạt của mẫu được kiểm tra được phân tán trực tiếp trên đó với sự trợ giúp của bông gòn và mẫu được thổi nhẹ bằng quả bóng làm sạch tai để loại bỏ phần đính kèm và không chắc chắn hạt cố định.
Lật ngược miếng thủy tinh có chứa các hạt, căn chỉnh nó với giá đỡ mẫu đã chuẩn bị sẵn và dùng nhíp nhỏ hoặc đũa thủy tinh gõ nhẹ để các hạt mịn rơi đều trên giá đỡ mẫu.
Phương pháp phân tán siêu âm: cho một lượng nhỏ các hạt vào cốc, thêm một lượng ethanol thích hợp và rung siêu âm trong 5 phút, sau đó thêm nó vào tấm đồng bằng ống nhỏ giọt và để khô tự nhiên.
phương pháp phủ
lớp phủ chân không
Phương pháp sơn bay hơi chân không (gọi tắt là bay hơi chân không) là làm nóng vật liệu thô được hình thành trong thùng bay hơi trong buồng chân không, để các nguyên tử hoặc phân tử bị bay hơi và thoát ra khỏi bề mặt, tạo thành dòng hơi, trong đó là sự cố trên chất rắn (được gọi là chất nền). hoặc chất nền), phương pháp ngưng tụ tạo thành màng rắn.
lớp phủ phún xạ ion
nguyên tắc:
Lớp phủ phún xạ ion là sự phóng điện phát sáng trong buồng phún xạ chân không một phần để tạo ra các ion khí dương; dưới sự gia tốc của điện áp giữa cực âm (mục tiêu) và cực dương (mẫu), các ion tích điện dương bắn phá bề mặt của cực âm, Vật liệu bề mặt cực âm được nguyên tử hóa; các nguyên tử trung tính được hình thành được phún xạ từ mọi hướng và rơi xuống bề mặt mẫu, do đó tạo thành một màng đồng nhất trên bề mặt mẫu.
Đặc trưng:
Đối với bất kỳ vật liệu nào được mạ, miễn là nó có thể được chế tạo thành mục tiêu, thì có thể thực hiện được quá trình phún xạ (thích hợp để chuẩn bị các vật liệu khó bay hơi và không dễ để thu được các vật liệu màng mỏng tương ứng với các hợp chất có độ tinh khiết cao );
Màng thu được bằng phương pháp phún xạ được liên kết tốt với chất nền;
Tiêu thụ kim loại quý ít hơn, chỉ khoảng vài miligam mỗi lần;
Quá trình phún xạ có độ lặp lại tốt, độ dày màng có thể được kiểm soát, đồng thời có thể thu được màng có độ dày đồng đều trên bề mặt diện tích lớn.
Phương pháp phún xạ: phún xạ DC, phún xạ tần số vô tuyến, phún xạ magnetron, phún xạ phản ứng.
1. DC phún xạ
Nó hiếm khi được sử dụng vì tốc độ lắng đọng quá thấp ~0.1μm/phút, chất nền nóng lên, mục tiêu phải dẫn điện, điện áp DC cao và áp suất không khí cao.
Ưu điểm: thiết bị đơn giản, dễ điều khiển, độ lặp lại ván khuôn tốt.
Nhược điểm: áp suất làm việc cao (10-2Torr), bơm chân không cao không hoạt động;
Tốc độ lắng đọng thấp, nhiệt độ bề mặt tăng cao, chỉ có thể sử dụng các mục tiêu kim loại (các mục tiêu cách điện gây tích tụ các ion dương)
2. phún xạ RF
Tần số RF: 13,56 MHz
Đặc trưng:
Các electron thực hiện chuyển động dao động, kéo dài đường đi và không cần điện áp cao nữa.
Màng mỏng điện môi cách điện có thể được điều chế bằng phương pháp phún xạ tần số vô tuyến
Hiệu ứng sai lệch tiêu cực của phún xạ RF làm cho nó tương tự như phún xạ DC.
3. Phún xạ Magnetron
Nguyên tắc: Sử dụng từ trường để thay đổi hướng chuyển động của điện tử, hạn chế và mở rộng quỹ đạo của điện tử, cải thiện xác suất ion hóa của điện tử đối với khí làm việc và sử dụng hiệu quả năng lượng của điện tử. Do đó, quá trình phún xạ mục tiêu gây ra bởi sự bắn phá của các ion dương vào mục tiêu sẽ hiệu quả hơn và quá trình phún xạ có thể được thực hiện trong điều kiện áp suất không khí thấp hơn. trên các chất nền chỉ có thể được lắng đọng trong thời gian.
