Công nghệ vật liệu và dụng cụ điện GVCN: Trần Kim Cương
BÀI TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỤNG CỤ
ĐIỆN TỬ
Câu 1: Phương pháp tạo màng bằng phún xạ Catod.
Khi động năng vượt quá 4H hì bắt đầu xẩy ra sự đánh bật và giải phóng
nguyên tử khỏi bề mặt để chuyển sang pha hơi. Hiện tượng này được gọi là
hiện tượng phún xạ(Sputtering).
Quá trình phún xạ thường kéo theo sự dòch chuyển của các nguyên tử
trên bề mặt và sự hư hỏng tạm thời hoặc vỉnh viển.
Có nhiều phương pháp tạo màng khác nhau như phương pháp Epitaxi,
phương pháp Planar trong đó có phương pháp phún xạ.
Các hiện tượng xảy ra ở đây phụ thuộc và năng lượng bắn phá chủ yếu
là động năng (do thế năng bằng 0).
Động năng của ion dùng cho quá trình tạo màng phún xạ thường nằm
trong khoảng từ mức ngưởng cho tới khoảng 5Kev.
Do m ion > m e
-
, năng lượng bắn phá m vôn: m ion = mv
2
/2 >m e
-
để
đạt được mức năng lượng bắn phá lớn thì chỉ cần gia tốc vận tốc v.
Cơ chế là dùng Ion bắn phá và bản cực đó là Catod (-) và ion (+) do đó
bản thân nguyên tử bò bắn phá đã gia tốc nên gây ra hiện tượng phún xạ
hay bay hơi (bay hơi không phải do nhiệt mà do bắn phá). Động năng bắn
phá xấp xó mức ngưỡng 5Kev.
# Hiệu suất phún xạ: Hiệu suất phún xạ được đánh giá bằng số nguyên tử
được giải phóng khỏi bề mặt vật liệu đó dưới tác dụng của ion.
Hiệu suất phún xạ thay đổi theo ion nhiều hơn là theo loại nguyên tử vật
liệu làm bia và nó phụ thuộc vào góc tới của ion, góc tới tăng thì hiệu suất

của sự tán xạ).
Ta phải hút chân không để tránh sự va chạm giữa các điện tích với phân tử
khí. Hiện tượng này xảy ra tương tự như hiện tượng phóng điện trong khí
kém (áp xuất thấp). Đối với những hạt có bức xạ cao đòi hỏi mức năng
lượng trung bình nghóa là phải nhỏ hơn những bức xạ khác.
# Ngưởng phún xạ: Là năng lượng nhỏ nhất của ion bắn phá có thể gây ra
hiện tượng phún xạ. Mổi loại có một hiện tượng phún xạ khác nhau và
ngưởng phún xạ nó liên quan đến thế năng tương tác của vật liệu vì vậy
phải có ngưởng phún xạ.
Câu 2: Giải thích các thành ngữ trong hiện tượng phóng điện khí kém cùng
với A
o
, vùng sáng catod, vùng tối Crook.
Hầu hết các thiết bò tạo màng trên co sở phún xạ đều ít nhiều có liên
quan đến quá trình phóng điện khí kém có hai điện cực được nối với điện
áp cap một chiều, điện cực nới với cực âm catod, điện ngược nối với cực
dương anod. Khi điện áp tăng quá giá trò mức ngưỡng gọi là đánh thủng.
Khi số lượng ion đủ lớn nó sẽ tích tụ phía trước catod, tạo ra một vùng điện
tích không gian cục bộ làm cho điện trường phía trước catod tăng mạnh. Và
khi hiện tượng đánh thủng xuất hiện thì số lïng e
-
thứ cấp tạo ra ở catod
đủ lớn để duy trì quá trình phóng điện suy ra gọi là quá trình phóng điện
duy trì.
Vùng tối crook là vùng mà có các ion dương tính tập trung nhiều, chiều dài
của nó xấp xỉ với chiều dài quảng đường trung bình mà e
-
đi qua kể từ
catod cho tới khi thực hiện va chạm ion hoá đầu tiên. Do điện trường trong
vùng tối crook lớn nên e

Io: Dòng e
-
sơ cấp.
α: Số e tạo ra/chiều dài của e
-.
d: Khoảng cách giữa hai đện cực
: số eγ
-
thứ cấp
Hầu hết quá trình phún xạ dùng để tạo màn nằm âu trong vùng dò
thường. Nếu làm việc ở chế độ tiêu chuan thì mật độ dòng điện quá nhỏ để
có thể phún xạ vật liệu catod (với một vận tốc đủ lớn). Ngoài ra vì sụt áp
trên catod khá nhỏ nên hiệu suất phún xạ cũng nhỏ.
SVTH: Nguyển Văn Cường
Trang 3
plasma
Cato
d
Vùng sáng
catod
Vùng sáng
âm cực
Vùng sánh
anod
Ano
d
+V
a
Vùng tối
anod

anod được đẩy tiếp vào mép của vùng tối thì không có ion được tạo ra và
sẽ không có sự phóng điện tự duy trì, điều này xảy ra ngay cả khi điện áp
đặt vào là rất lớn.
Câu 4: vật liệu Nanomet.
Cấu trúc của tinh thể nanomet có điểm gì khác so với tinh thể thông
thường các đặc trưng vật lý của tinh thể nanomét có những gì khác so với
tinh thể thường – giải thích.
Ta thấy rằng tính chất của các vật liệu như kim loại, vật liệu từ, hợp kim
cũng sẽ thay đổi nếu các tinh thể tạo nên chúng có kích thước nhỏ cở
nanomet. Các vật liệu đa tinh thể thường có kích thước cở các hạt tinh thể
lớm hơn một µm. Do các hạt tinh thể trong vật liệu nanomet có kích thước
nhỏ nên tỷ lệ số nguyên tử nằm trong vùng biên hạt sẽ lớn hơn rất nhiều.
Do đó mà các tính chất điện, từ, cơ, nhiệt của các vật liệu tih thể nanomet
sẽ khác hẳn các vật liệu đơn tinh, đa tinh hoặc vô đònh hình thông thường.
Các vật liệu tinh thể có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp trong
đó có phương pháp kết rắn. Dựa trên phương pháp này mà cấu trúc của tinh
thể bao gồm các tinh thể thuộc thành phần tinh thể, được tạo nên bởi các
nguyên tử đònh sứ ở các nút mạng tinh thể vá các nguyên tử thuộc thành
phần biên hạt (gồm các nguyên tử nằm ở biện giữa các hạt tinh thể).
Thành phần biên hạt được coi là trạng thái rắn mới không có trật tự gần
cũng như ở xa do đó trạng thái rắn này sẽ bò những tính chất lý hoá đặc
SVTH: Nguyển Văn Cường
Trang 4
Công nghệ vật liệu và dụng cụ điện GVCN: Trần Kim Cương
trưng riêng khác với trạng thái tinh thể hoặc vô đònh hình do vỉ cấu trúc
biên hạt phụ thuộc vào tương quan đònh hướng giữa các hạt tinh thể
nanomet và độ dốc nghiêng của biên. Nếu các hạt tinh thể có đònh hướng
ngẩu nhiên thì vi cấu trúc biên hạt (khoảng không gian trống của các hạt
tinh thể) sẽ rất khác nhau giữa các biên hạt khác nhau.
Câu 5: Công nghệ chế tạo vật liệu tinh thể nanomet có những đặc điểm

SVTH: Nguyển Văn Cường
Trang 5