Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Khoa Vật Lý Bộ Môn Vật Lý Ứng Dụng ỨNG DỤNG CỦA PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP CBHD: PGS.
Download ReportTranscript Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Khoa Vật Lý Bộ Môn Vật Lý Ứng Dụng ỨNG DỤNG CỦA PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP CBHD: PGS.
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên Khoa Vật Lý Bộ Môn Vật Lý Ứng Dụng ỨNG DỤNG CỦA PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP CBHD: PGS. TS Lê Văn Hiếu HVTH: Nguyễn Văn Thọ Tô Lâm Viễn Khoa Nguyễn Đỗ Minh Quân Phạm Văn Thịnh Lê Khắc Tốp 1 Địa chỉ bạn đã tải: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/semin Nơi bạn có thể thảo luận: http://myyagy.com/mientay/ Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí: http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html Dự án dịch học liệu mở: http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html Liên hệ với người quản lí trang web: Yahoo: [email protected] Gmail: [email protected] ĐỊNH NGHĨA PLASMA Plasma là một khí chuẩn (giả) trung hòa về điện, trong đó bao gồm các hạt mang điện, kể cả các hạt trung hòa, các hạt này mang tính tập hợp. Các điều kiện tồn tại plasma. + Giả trung hòa về điện Z n 0 e,i e,i + Bán kính Debeye phải nhiều lần nhỏ hơn kích thước của miền chứa tập hợp. D << L 4 PHÂN LOẠI • Plasma nhiệt độ thấp có nhiệt độ trong khoảng 3000-70000K, thường được sử dụng trong đèn huỳnh quang, ống phóng điện tử, tivi plasma… • Plasma nhiệt độ cao có nhiệt độ lớn hơn 70000K, thường gặp ở mặt trời và các ngôi sao, trong phản ứng nhiệt hạch… 5 TÍNH CHẤT CỦA PLASMA • Hoạt tính hóa học cao → dùng để thay đổi tính chất bề mặt mà không ảnh hưởng đến vật liệu khối; có thể trở thành môi trường phát Laser khí. • Dẫn điện → có thể điều khiển nhiệt độ plasma bằng trường điện từ. • Năng lượng cao và nhiệt độ cao → dùng trong các quá trình xử lí cơ khí (hàn, cắt, v.v...) • Bức xạ điện từ → dùng làm nguồn sáng, màn hình Plasma. 6 ĐÈN HUỲNH QUANG • GIỚI THIỆU • CƠ SỞ LÝ THUYẾT • CẤU TẠO • HOẠT ĐỘNG 7 CƠ SỞ LÝ THUYẾT • HIỆU ỨNG PENNING • ĐỊNH LUẬT PASEN • SỰ VA CHẠM • SỰ KÍCH THÍCH VÀ ION HÓA • SỰ TÁI HỢP 8 HIỆU ỨNG PENNING Hiệu ứng Penning là ion hóa nguyên tử, phân tử khí tạp chất do va chạm loại 2 với nguyên tử siêu bền khí cơ bản 9 HIỆU ỨNG PENNING Ví dụ cho 0,1% Ar vào khí phóng điện Ne tinh khiết có catoth bằng kim loại Mo, thì thế cháy của nó sẽ giảm từ 115 V Xuống 85 V Trong phóng điện Ne tinh khiết, tác dụng của nguyên tử siêu bền xuất hiện trong phản ứng. Ne* + Ne* Ne+ + Ne + e Nếu cho một khí Ar vào, thì nguyên tử siêu bền Ne* bắt đầu ion hóa do va chạm loại 2 với nguyên tử Ar theo phản ứng: Ne* + Ar Ne + Ar+ + e 10 ĐỊNH LUẬT PASEN Dưới tác dụng của điện trường mạnh, một điện tử thoát ra từ catôt sau khi đi được quãng đường d, ion hóa chất khí do đó ta có số ion được sinh ra là: d e 1 11 ĐỊNH LUẬT PASEN Các ion sinh ra chuyển động về catôt làm phát xạ điện tử thứ cấp ed 1 với là số điện tử phát xạ từ bề mặt kim loại. Các điện tử này tiếp tục chuyển động đến Anôt và làm ion hóa chât khí và lại tiếp tục sinh d ra e 1 ion đập vào catôt và sẽ có điện tử thứ cấp được sinh ra 2 ed 12 12 ĐỊNH LUẬT PASEN Quá trình cứ tiếp tục ta được ed n n0 1 (ed 1) Từ đó, ta được mật độ dòng anôt là: d e i a i0 d 1 (e 1) 13 ĐỊNH LUẬT PASEN Khi tăng thế giữa hai điện cực thì sẽ tăng nhanh và e d 1 tiến đến 1 -> không cần tác động bên ngoài, phóng điện vẫn tồn tại được. 14 ĐỊNH LUẬT PASEN Đa số trong các trường hợp << 1, nên điều kiện mồi phóng điện có thể viết là 1 ed 1 ed 0 Với : Vm E E pf ; ( ); Em p d p 1 e Vm ( ) pd V pdf m pd Thế mồi phóng điện không phụ thuộc vào p, d riêng biệt mà phụ thuộc vào tích pd 15 ĐỊNH LUẬT PASEN Caùc phöông phaùp laøm giaûm theá moài Vm 1.Duøng kim loaïi coù coâng thoaùt nhoû laøm cathode 2. Duøng hoãn hôïp khí Penning 3. Nhôø nguoàn taùc ñoäng beân ngoaøi: taêng khaû naêng phaùt xaï ñieän töû vaø gaây ion hoùa maïnh ( ví duï: ñoát noùng cathode, chieáu böùc xaï coù böôùc soùng ngaén..) 16 SỰ VA CHẠM • VA CHẠM ĐÀN HỒI • VA CHẠM KHÔNG ĐÀN HỒI 17 VA CHẠM ĐÀN HỒI Va chạm đàn hồi: là loại va chạm không làm biến đổi tính chất của hạt. Va chạm đàn hồi giữa electron với phân tử hay nguyên tử là loại va chạm thường gặp nhất. Theo thực nghiệm thì khi năng lượng electron vượt quá vài eV thì tiết diện tán xạ đàn hồi giảm khi tăng vận tốc hạt. 18 VA CHẠM KHÔNG ĐÀN HỒI Va chạm không đàn hồi: là loại va chạm làm biến đổi tính chất của hạt như kích thích, phản ứng hóa học, ion hóa,… Sự chuyển điện tích là sự truyền điện tích từ ion chuyển động nhanh cho các nguyên tử hay phân tử đang chuyển động chậm. Nguyên tử hay phân tử khi mất một electron trở thành ion chậm An+ + M → A(n-1)+ + M+ An+: ion nhanh có n điện tích M: nguyên tử hay phân tử khí A(n-1)+: ion chậm có (n-1) điện tích Quá trình này có một ý nghĩa là ion có năng lượng cao có thể biến thành nguyên tử trung hòa và ion có năng lượng thấp hình thành trong plasma. 19 SỰ KÍCH THÍCH VÀ ION HÓA Hai quá trình kích thích và ion hóa có thể kết hợp tùy ý và có thể xảy ra các phản ứng sau đây: e + A → A+ + e + e e + M → M+ + e + e e + A → A* + e A+ + A → A+ + A+ + e A + A → A+ + A +e Với: e: electron A: nguyên tử A+: ion một điện tích M: phân tử A*: Nguyên tử kích thích 20 SỰ TÁI HỢP Sự tái hợp là quá trình kết hợp giữa ion với electron hay giữa các ion trái dấu để trở thành nguyên tử hay phân tử trung hòa. Đây là nguyên nhân làm giảm các hạt mang điện trong plasma. Tái hợp ion đóng vai trò quan trọng trong môi trường áp suất lớn. 21 CẤU TẠO • ỐNG PHÓNG ĐIỆN • HAI ĐIỆN CỰC • Starter (“Con chuột”) • Ballast (Chấn lưu hay Tăng phô): 22 CẤU TẠO Công tắc Nguồn phát electron Con chuôt Lớp phốtpho Dây dẫn Ống thủy tinh Nguồn phát electron Cuộn dây Khối plasma 23 ỐNG PHÓNG ĐIỆN • Ống phóng điện: là một ống thủy tinh dài (10cm-120cm), bên trong ống được bơm khí trơ Argon và một lượng thủy ngân thích hợp. Trên thành ống có phủ một lớp huỳnh quang (hợp chất phosphor) 24 HAI ĐIỆN CỰC Bên trong của một đèn hùynh quang Chân cắm Ống thủy tinh Lớp photpho Nguồn phát electron Thủy ngân Khí Ar 25 Starter (“Con chuột”) • cấu tạo gồm một cặp điện cực và một tụ điện. Cặp điện cực được đặt trong một ống thủy tinh bơm đầy khí neon. Cặp điện cực và tụ điện được mắc song song với nhau, hai dây nối được nối ra ngoài với hai nút kim loại. Cả ống thủy tinh và tụ điện đều được đặt trong một hộp nhựa hình trụ. 26 Ballast (Chấn lưu hay Tăng phô): • một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt có thiết kế đặc biệt 27 HOẠT ĐỘNG • QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG • QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN 28 QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG Hoạt động của Stater Lúc đầu chưa có hiện tượng phóng điện trong ống Khi nhiệt độ ở hai bản cực nóng lên, nó sẽ giãn ra và dính vào nhau. Khi hiện tượng phóng điện trong ống xảy ra. 29 QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN Khi ta áp một điện thế vào 2 cực của một bóng đèn, phần khí bên trong ống sẽ bị ion hóa. Sau khi bị ion hóa, các ion dương sẽ chuyển về hướng cathode, các electron di chuyển về phía Anode. Đối với nguồn xoay chiều thì các ion đổi hướng sau nửa chu kì. E Hg E Hg Hg Ar Ar Hg Ar Ar Ar Hg Ar Ar Hg Ar Ar Ar Ar Tái hợp 30 QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN Các electron trong quá trình chuyển động sẽ va chạm với các nguyên tử Hg, Ar tạo ra các ion E Hg E Hg Hg Ar Ar Hg Ar Ar Ar Hg Ar Ar Hg Ar Ar Ar Ar Tái hợp 31 LASER KHÍ •Laser khí là loại ánh sáng laser sinh ra với tác nhân là ion, phân tử chất khí và các điện tử. •Tác nhân của laser khí thường ở dạng plasma: chuẩn trung hòa, mật độ hạt mang điện lớn. 32 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG BƠM KÍCH THÍCH TÁC NHÂN ion phân tử chất khí, điện tử TÁC NHÂN LASER 33 LASER KHÍ He-Ne Là một trong những laser khí được phát minh ra đầu tiên. Phát ra ánh sáng laser màu đỏ có bước sóng 632,8 nm. Công suất phát sáng từ 1 - 10 mW. Chi phí rẻ, dễ chế tạo, được sử dụng phổ biến. 34 Cơ sở: Va chạm không đàn hồi cộng hưởng loại 2 • • Là va chạm trong đó thế năng của hạt trong trạng thái kích thích được chuyển cho hạt khác dưới dạng động năng hoặc thế năng. Phương trình: A + B* --> A* + B + ΔE A B 35 Nguyên lý hoạt động e- kích thích He He* Ne (mật độ lớn) Ne Ne* LASER 36 Nguyên lý hoạt động e- + He --> He* + eHe* + Ne --> He + Ne* 3 bước sóng phát ra: 638 nm (đỏ) 1150 nm (hồng ngoại) 3391 nm (hồng ngoại) 37 Sơ đồ - eHe Ne + 38 Sơ đồ thực tế 39 Thông số sử dụng • • • • • Áp suất trong lòng: xấp xỉ 3,4 đến 4 Torr. Hiệu điện thế 2 đầu: 220 V - 10 kV gây ra dòng điện khoảng vài mA. Nhiệt độ trong lúc hoạt động: -25 đến 800C. Công suất tiêu thụ: 20 mW để sinh ra 1 mW laser. Nồng độ He-Ne: từ 5:1 đến 20:1 40 Ứng dụng • • • • • Định hướng và xác định vị trí. Đọc mã vạch Ghi đĩa CD Y học Trình diễn 41 CÁC LOẠI LASER KHÍ KHÁC • Laser • • He-Cd: sử dụng tác nhân là nguyên tử He pha tạp với Cd. Laser phân tử CO2: sử dụng tác nhân là các phân tử khí CO2 pha tạp với H2 và N2. ... 42 ỨNG DỤNG CỦA PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP 43 PHƯƠNG PHÁP TÁI TẠO HÌNH ẢNH CỦA CÁC LOẠI MÀN HÌNH 44 PHƯƠNG PHÁP TÁI TẠO HÌNH ẢNH CỦA CÁC LOẠI MÀN HÌNH 45 Sơ lược lịch sử phát triển Cấu tạo của màn hình plasma Màn hình Plasma Nguyên tắc hoạt động của màn hình plasma Ưu nhược điểm 46 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÀN HÌNH PLASMA 47 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÀN HÌNH PLASMA Màn hình plasma được Slottow và Bitzer công bố vào năm 1964. 48 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÀN HÌNH PLASMA Năm 1967: Tấm nền plasma do kỹ sư Don Bitzer và Gene Slottow tại Đại học Illinois phát triển đã được trao giải Industrial Research 100 - giải thưởng tôn vinh những 49 phát minh quan trọng nhất của năm SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÀN HÌNH PLASMA Năm 1986; Weber giới thiệu mạch duy trì năng lượng mà ông phát triển tại Đại học Illinois. Mạch này vẫn được đưa 50 vào màn hình màu hiện nay SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÀN HÌNH PLASMA Hãng AT&T (Mỹ) góp công lớn trong việc cải tiến màn hình plasma. Họ sản xuất màn hình 3 điện cực đầu tiên và công nghệ này được áp dụng cho tất cả các sản phẩm plasma hiện nay. 51 CẤU TẠO MÀN HÌNH PLASMA Các ô phóng điện Điện cực địa chỉ 52 CẤU TẠO MÀN HÌNH PLASMA 53 cấu trúc thành song song cấu trúc thành ô chữ thập cấu trúc thành WAFFLE cấu trúc thành Delta 54 CẤU TẠO MÀN HÌNH PLASMA Các ô phóng điện Điện cực địa chỉ 55 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÀN HÌNH PLASMA Quá trình phát sáng của một ô Cách điều khiển quá trình phát sáng của một ô 56 QUÁ TRÌNH PHÁT SÁNG CỦA MỘT Ô 57 Quá trình phát ra tia UV của Xenon e Ion hóa Kích thích Xe+ Va chạm 3 hạt Xe** + Ne, +e Xe Xe2+ + e + Xe → e + e+ Xe+ e + Xe → e + Xe** e + Xe → e + Xe*(3P1,3P2) Xe** → Xe*(3P1,3P2) + hν (823 nm) Xe Kích thích Tái hợp phân ly +e Tái hợp phân ly Xe+ + Xe + Xe → Xe2+ + Xe Xe+ + Xe + Ne → Xe2+ + Ne Xe(3P2) Xe* Va + Ne, chạm Xe 3 hạt Xe*2* hν 150 nm 173 nm Xe2+ + e → Xe** + Xe Xe(3P1) hν 147 nm Xe2+ + e → Xe*(3P1,3P2) + Xe Xe* + 2Xe → Xe2* + Xe Xe* + Xe + Ne → Xe2* + Ne Xe2* → 2Xe + hν (150 nm, 173 nm) Xe*(3P1) → Xe + hν (147 nm) 58 Quá trình phát ra tia UV của Xenon Cường độ tia UV phát ra theo thời gian của hỗn hợp khí Xe(10%) - Ne 59 Màu của một điểm ảnh BaMgAl10O17: Eu2+: (BAM) cho màu xanh dương Zn2SiO4: Mn2+: cho màu xanh lục (YGd)BO3:Eu3+ và Y2O3: Eu3+ : cho màu đỏ. =>Sự tổng hợp ba màu này với cường độ khác nhau sẽ cho ta màu sắc cần hiển thị 60 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÁT SÁNG CỦA MỘT Ô ACM (2 điện cực) Hai cấu trúc ACC (3 điện cực) Mỗi ô phóng điện được xác định bằng 3 điện cực mỗi ô phóng điện được xác định bằng 2 điện cực 61 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH PHÁT SÁNG CỦA MỘT Ô ACM (2 điện cực) Hai cấu trúc ACC (3 điện cực) Xung viết (writing pulses) Quá trình điều khiển Xung duy trì (sustaining pulses) Xung xóa (erasing pulses) 62 Điện thế duy trì và điện thế đánh thủng của hỗn hợp khí Xe-Ne 63 ACC 64 Đối với cấu trúc ACC + + + + + + - - - + + - +Phóng+điện - + + - - - 1. Trạng thái ban đầu - - - - Phóng điện + + + + + + - 4. Phóng điện duy trì lần 1 2. Phóng điện viết + + + + + + - - - Phóng điện - - 3. Sau phóng điện viết ++ + Phóng điện- + ++ - - 5. Phóng điện duy trì lần 2 6. Phóng điện xóa 65 ƯU ĐIỂM CỦA MÀN HÌNH PLASMA LARGE SIZE WIDE VIEW ANGLE THIN GOOD UNIFORMITY LIGHT NON-DISTORTION WITH MAG. FIELD 66 NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÀN HÌNH PLASMA Tương đối nặng so với LCD Không có nhiều kích cỡ Không hoạt động tốt khi lên quá cao Tuối thọ ngắn hơn LCD (khoảng 30000 giờ) 67 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG MÔN : VẬT LÝ PLASMA PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON TRONG CHẾ TẠO MÀNG MỎNG GVHD : PGS. TS. Lê Văn Hiếu HVTH : Phạm Văn Thịnh 68 I. Khái niệm về phún xạ Đế Ar+ BIA Phún xạ(Sputtering) là kỹ thuật chế tạo màng mỏng dựa trên nguyên lý truyền động năng bằng cách dùng các iôn khí hiếm được tăng tốc dưới điện trường bắn phá bề mặt vật liệu từ bia vật liệu, truyền động năng cho các nguyên tử này bay về phía đế và lắng đọng trên đế. 69 69 Bản chất quá trình phún xạ - Quá trình phún xạ là quá trình truyền động năng. 70 II. CÁC LOẠI PHÚN XẠ • 1. Phún xạ phóng điện một chiều (DC discharge sputtering) • 2. Phún xạ phóng điện xoay chiều (RF discharge sputtering) • 3. Phún xạ magnetron • 4. Các cấu hình phún xạ khác 71 1. Phún xạ phóng điện một chiều (DC discharge sputtering) • Là kỹ thuật phún xạ sử dụng hiệu điện thế một chiều để gia tốc cho các iôn khí hiếm. • Bia vật liệu (tuỳ thuộc vào thiết bị mà diện tích của bia nằm trong khoảng từ 10 đến vài trăm centimet vuông) được đặt trên điện cực âm (catốt) trong chuông chân không được hút chân không cao, sau đó nạp đầy bởi khí hiếm (thường là Ar hoặc He...) với áp suất thấp (cỡ 10-2 mbar) 72 Sơ đồ hệ phóng điện cao áp một chiều (DC-sputter) 73 2. Phún xạ phóng điện xoay chiều (RF discharge sputtering) • Là kỹ thuật sử dụng hiệu điện thế xoay chiều để gia tốc cho iôn khí hiếm. Nó vẫn có cấu tạo chung của các hệ phún xạ, tuy nhiên máy phát là một máy phát cao tần sử dụng dòng điện tần số sóng vô tuyến (thường là 13,56 MHz). • Vì dòng điện là xoay chiều, nên nó có thể sử dụng cho các bia vật liệu không dẫn điện. 74 Sơ đồ hệ phóng điện cao tần có tụ chặn làm tăng hiệu suất bắn phá ion. 75 3. Phún xạ magnetron • Là kỹ thuật phún xạ (sử dụng cả với xoay chiều và một chiều) cải tiến từ các hệ phún xạ thông dụng bằng cách đặt bên dưới bia các nam châm. • Từ trường của nam châm có tác dụng bẫy các điện tử và iôn lại gần bia và tăng hiệu ứng iôn hóa, tăng số lần va chạm giữa các iôn, điện tử với các nguyên tử khí tại bề mặt bia do đó làm tăng tốc độ lắng đọng, giảm sự bắn phá của điện tử và iôn trên bề mặt màng, giảm nhiệt độ đế và có thể tạo ra sự phóng điện ở áp suất thấp hơn. 76 4. Các cấu hình phún xạ khác • Phún xạ chùm ion : nguồn ion được thiết kế tách hẳn ra khỏi catôt • Cấu hình sử dụng đến phân thế trên đế để kích thích bắn phá ion và quá trình phủ màng • Phóng điện bằng hỗ trợ ion nhiệt : điện tử thứ cấp được tăng cường từ sợi vonfram đốt nóng. 77 III. PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON RF TRONG CHẾ TẠO MÀNG MỎNG • RF ở đây là viết tắt của chữ Radio Frequency nhưng ý nghĩa của nó ở đây là năng lượng của quá trình tạo plasma được cung cấp bởi các dòng điện xoay chiều cao tần (ở tần số sóng radio từ 2 20 MHz) • Màng mỏng (thin films) tạo bởi kỹ thuật này có thể bao gồm nhiều vật liệu khác nhau và màng rất đồng đều. 78 1. Nguyên tắc hoạt động • Dòng khí (thường là argon hoặc argon+O2, argon+N2) được bơm vào buồng chân không tạo plasma hình thành các ion Ar+. Các ion này hướng về target (kim loại cần tạo mạng mỏng) được áp thế âm. Các ion này di chuyển với vận tốc cao, bắn phá target và đánh bật các nguyên tử của target ra khỏi target. Các nguyên tử này bay lên và đi đến substrate (thuỷ tinh hay silicon wafer), tích tụ trên substrate và hình thành màng mỏng khi số lượng nguyên tử đủ lớn. 79 1. Nguyên tắc hoạt động Đế tAr KhíAr Ar Ar e- Ar+ Ar+ e- Khí N2 N 13.56MHz Ar N+ tN Khí bên ngoài S N S Bơm CKhông 80 3. Sơ đồ cấu tạo 81 Plasma: - Điện tử thứ cấp phát xạ từ catôt được gia tốc trong điện trường, chúng ion-hóa các nguyên tử khí, do đó tạo ra lớp plasma 82 Bia (kích thước cỡ 2” hoặc 3”) : Được gắn vào một bản giải nhiệt. Bản giải nhiệt được gắn vào cathode. 83 Đế: Được áp vào điện cực anode Đế Silicon Đế thủy tinh 84 Một số loại đế dùng trong hệ phún xạ Đế Ceramic (gốm) 85 Buồng chân không 86 Bộ phận tạo chân không Thường dùng 2 loại bơm : Bơm sơ cấp (bơm rote hoặc bơm quay dầu): • Tốc độ : 30 m3/h. • Áp suất tới hạn: 10-2 torr Bơm khuếch tán : • Tốc độ : 200 l/sec • Áp suất tới hạn : 10-10 torr 87 Chân không phún xạ: • Chân không tới hạn : 10-7 torr • Chân không làm việc : 10-2 10-3 torr 88 Bộ phận Magnetron Từ trường do một vòng nam châm bên ngoài bao quanh và khác cực với nam châm ở giữa. Chúng được nối với nhau bằng một tấm sắt, có tác dụng khép kín đường sức từ phía dưới Đế (Athod) N (Kathod) S N N N (a) (b) Heä magnetron phaúng vaø caùc ñöôøng söùc töø treân beà maët bia 89 Cấu trúc của một số hệ Magnetron thông thường 90 91 5. Ưu nhược điểm của phún xạ Ưu điểm: • Tất cả các loại vật liệu đều có thể phún xạ, nghĩa là từ nguyên tố, hợp kim hay hợp chất. • Quy trình phún xạ ổn định, dễ lặp lại và dễ tự động hóa. • Độ bám dính của màng với đế rất tốt do các nguyên tử đến lắng đọng trên màng có động năng khá cao so với phương pháp bay bốc nhiệt. 92 Nhược điểm • Phần lớn năng lượng phún xạ tập trung lên bia, làm nóng bia, cho nên phải có bộ làm lạnh bia. • Tốc độ phún xạ nhỏ hơn nhiều so với tốc độ bốc bay chân không. • Bia thường là rất khó chế tạo và đắt tiền. • Các tạp chất nhiễm từ thành bình, trong bình hay từ anôt có thể bị lẫn vào trong màng. 93 I, Tạo màng bằng phương pháp PLD Tạo màng bằng magnetron gặp một số hạn chế Không thể tạo màng hợp chất 3 thành phần : ABO3 ( pero skite ) LaTiO3 , SrTiO3 PLD PLD : Pulsed Laser Deposition 94 Nguyên tắc Laser làm bay hơi vật liệu đế và tạo ra plasma Di chuyển của plasma Lắng đọng của vật liệu bốc bay trên bề mặt Tạo ra và phát triển màng mỏng trên bề mặt 95 96 97 II, Ứng dụng Plasma trong máy gia tốc dùng laser Máy gia tốc hiện tại kích thước lớn 98 Ứng dụng plasma trong máy gia tốc Nguyên tắc 4GeV – 1 cm 99 Sơ đồ cấu tạo 100 Một số ứng dụng khác Làm sạch bề mặt màng mỏng và làm sạch một số thiết bị y tế Ứng dụng trong y tế Ứng dụng trong máy bay quân sự … 101 CAÛM ÔN THAÀY VAØ CAÙC BAÏN !! 102