진공박막 레포트

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진공박막 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론 -①목적
-②이론

2.기구 및 방법

3.결과값

4.검토 및 토의

5.결론

본문내용

가진 상태에서 흡착되어 박막을 형성하게 된다.
이렇게 큰 에너지를 가진 충돌입자는 표면이동이 비교적 용이해 매 우 치밀하고 물성이 우수한 박막을 형성하게 된다.
④스퍼터링
플라즈마를 설명할 때, 음극전압강하로 인해 양이온은 전기장의 힘 을 받아 음극으로 가속되는 현상이 나타난다고 이야기 했었다. 이 때 가속된 양이온은 결국엔 음극과 충동하게 되고, 충돌에너지가 충분히 큰 경우에는 음극을 구성하고 있는 물질의 표면에서 원자를 떼어낼 수 있게 된다. 이것을 공업적으로 응용한 것이 스퍼터링 이 다.
-박막 측정 방법
만약 쐐기의 각도가 각 표면에 대해서 모두 같다면 즉 맨 꼭대기 층이 평행하다면 무 늬들은 같은 간격으로 될 것이다. 무늬의 간격이 b이고 이동한 거리가 a라면 계단의 높이는 다음 식과 같이 된다.
만약 필름의 경계면 중 하나가 광학평면이고 다른 경계면이 결정면 혹은 평편도를 검 사하는 다른 표면이라면 이들 피조우 무늬는 검사하고자 하는 표면의 윤곽이 된다.
두께를 측정하려는 박막 위에 은을 대략 70nm두께로 밑의 표면과 꼭 같은 윤곽을 갖도록 증착시킨다.
서로 마주보는 반사면들에 의해 예리한 다중간섭 피조우 무늬가 만들어 진다.
이때 위쪽면은 중간에 공기층을 만들도록 약간 기울임으로써 고르게 배열한 무늬를 관찰할 수 있다. 대략 2.0nm정도의 박막두께는 이 방법에 의하여 쉽게 알아낼 수 있 다. 깊이에 있어서 그와 같은 분해능은 전자 현미경의 측면 분해능과 맞먹는다.
2. 실험방법
①Slide Glass 세척
●실험 기구
Slide glass, 가아제, 알콜, 아세톤, 증류수, 질소gas, 핀셋, 초음파 세척기
●실험 방법
1)초음파 세척기에 깨끗한 물을 3분의2정도 채운다음 온도는 40도 정도로 Slide glass를 세척한다.
2)알콜로 10분간 초음파 세척기에 Slide glass를 세척한다
3)아세톤으로 10분간 초음파 세척기에 Slide glass를 세척한다.
4)증류수로 10분간 초음파 세척기에 Slide glass를 세척한다.
5)질소가스로 물기를 빠른시간에 완전히 Slide glass를 말린다.
(*Slide glass를 옮길때는 핀셋으로 잡고 옮긴다.)
->실험 시 세척되어 있으므로 생략한다.
②박막 제작
●실험 기구
알루미늄, TiO2, Mo보트, 슬라이드 글라스, 면도날, Bell jar, Electron beam, Rotary pump, Oil diffusion pump, 가이슬러 게이지, 이온화 게이지
●실험 방법
1)회전 펌프와 확산 펌프 각각의 냉각수 관을 연결한다.
2)진공 장치의 주 스위치와 로터리 스위치를 켜고 로터리의 플러그를 꽂아 진공조 내부를 진공시킨다.(공기 누출 밸브가 반드시 잠긴 상태이어야 하고 소요시간은 20~30분)
3)가이슬러 게이지를 통해서 진공도를 측정한다.
(압력이 낮아진 후 0.001Torr가 안된 상태에서는 가이슬러 게이지가 보라색이 되 었다가 압력이 더 낮아지면 전혀 색이 보이지 않게 됨)
4)저진공 과정이 끝나면 확산 스위치를 올려 오일확산 펌프의 아래에 붙어 있는 히 터를 30분 정도 가열시킨 후 냉각수 관에 물을 흘려 보내 조금씩 냉각시킴
(펌프가 매우 뜨거우므로 손을 직접 갖다 대지 않도록 함)
5)30분 정도의 가열이 끝나면, two way valve를 아래로 꺽어 내린다.
6)3~5분 정도가 지난 후 주 밸브를 천천히 열어 고진공을 시작한다.
(고진공이란 회전오일 펌프와 오일확산 펌프를 병행해서 진공시키는 과정을 말하 며 40~150분 정도 진공시키면 ~Torr정도의 고진공이 됨)
7)진공 장치를 멈추려면 위 과정을 역순으로 하면 되며 확산부분은 1~2시간 정도 확산 스위치를 끈 상태에서 배기시켜주고 아울러 확산 펌프내의 오일일 엉켜 붙지 않게 하기 위해서는 계속 냉각시킨다.
8)증발원으로 몰리브덴 보트를 사용한다.
9)챔버 내에 몰리브덴 보트를 설치하고 알루미늄, TiO2등의 물질을 몰리브덴 보트 위에 놓는다.
10)세척한 슬라이드 글라스를 설치하고 챔버를 닫는다.
11)고진공 상태가 만들어지면 전류 스위치를 올리고 전류 조절장치를 이용하여 전 류를 천천히 올려 증착물질을 예열한다. 전류를 갑자기 올리면 몰리브덴 보트가 끊어지거나 증착물질이 튀어나가므로 주의해야 한다.
12)예열이 끝난 후 전류를 조금씩 올려 증착 물질을 녹인 다음 셔터를 열고 일정한 증착 속도로 증착 물질을 날린다.
13)증착이 끝난 후 셔터를 닫고 천천히 전류를 내린다.
14)전류를 다 내린 후 foreline 밸브를 닫고 diffusion 스위치를 내린 후 진공상태를 유지시킨다.
15)Diffusion 펌프가 식은 후 장비를 끄고 공기를 주입시킨후 챔버를 연다.
16)챔버를 열어 슬라이드 글라스를 꺼낸다.
③박막 측정
●실험 기구
수은등, 초록색 필터, 현미경, 빔스플리터, 관찰할 박막
●실험 방법
1)수은등, 필터, 현미경, 빔스플리터를 설치하고 관찰할 박막을 현미경 위에 놓는다.
2)현미경으로 간섭무늬를 찾는다.
3)박막형성기를 만들고 스텝의 간격에 맞춰 유동현미경으로 거리를 읽는다.
4)공식에 대입해 길이를 구한다.
3. 결과값
∇L
L
λ
t
1
0.61
0.65
546.07
256.23
2
0.48
0.55
546.07
238.29
3
0.52
0.63
546.07
225.36
4
0.60
0.71
546.07
230.73
5
0.53
0.68
546.07
212.81
평균
0.55
0.64
546.07
232.68
∇L
L
λ
t
1
0.72
0.85
546.07
231.28
2
0.75
0.89
546.07
230.09
3
0.50
0.63
546.07
216.69
4
0.67
0.71
546.07
257.65
5
0.94
1.10
546.07
233.32
평균
0.72
0.84
546.07
233.81
(λ=546.07nm) (λ=546.07nm)
4. 검토 및 토의
이번 실험은 진공과 박막을 제작하고 개념을 이해하는 실험이다.
실험과정에는 Slide Glass 세척과 박막 제작이 있지만 실제 실험에서는 박막 측정 만 하였다. 박막을 조절하여 선명하게 하여야 실험 시 ∇L과 L의 구분이 쉽게 관측

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