Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Основные параметры тонких покрытий

Читайте также:
  1. I. Диагностика: понятие, цели, задачи, требования, параметры
  2. I. Основные задачи и направления работы библиотеки
  3. I. Основные парадигмы классической социологической теории.
  4. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
  5. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. РУКОВОДСТВО ПОДГОТОВКОЙ И НАПИСАНИЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  6. I. Основные свойства живого. Биология клетки (цитология).
  7. I. Основные цели
  8. I. Параметры абзацазадаются командойФормат→Абзац
  9. II. Общество как социальная система, её основные системные признаки
  10. II. Основные количественные и качественные признаки преступности

Определим тонкие покрытия как объекты, свойства которых определяются размером тела в одном из направлений (толщиной слоя). Отнесение данного покрытия к тонкому или толстому является достаточно условным. Оно определяется свойством, зависимость которого от толщины мы определяем. Например, механические свойства полимерных покрытий зависят от их толщины d при ее значениях меньших 1,5 мм. Электрическое сопротивление покрытий металлов зависит от толщины при d = 80-100 нм. (рис. 2).При этом следует учитывать, что характер размерных зависимостей определяется условиями и методикой измерения этого свойства, например, температурой материала или напряженностью электрического поля (при определении электрофизических свойств).

 

 

 

Рис. 2

 

 

Основными геометрическими параметрами тонких пленок и покрытий являются толщина пленки, ее форма. В общем случае, тонкую пленку можно рассматривать как среду, ограниченную двумя поверхностями (рис.3).

 

Рис.3

Z2
пленка
z
Z1=F (X, Y)- поверхность материала подложки.

Z2=F (X, Y)- поверхность покрытия.

     
 
 
 

 

 


Участки поверхностей Z1 и Z2 в общем случае могут совпадать (на этих участках покрытие отсутствует).

Для характеристики покрытий используют следующие основные параметры:

1. Геометрическая толщина покрытия:

dг = 1/S0 ∫(z2 -z1) dS,

S

где S0 – площадь поверхности подложки;

dS- дифференциальный элемент этой поверхности.

2. Эффективная толщина покрытия.

Измерять dг очень сложно. При этом понятие геометрической толщины покрытия не несет информацию о его форме. Поэтому часто используется параметр эффективной толщины, который связывается с методом измерения. В общем случае, эффективной по отношению к данному физическому свойству толщиной называют толщину однородного слоя вещества, обладающего теми же свойствами, что и реальное покрытие. В общем случае dг, эффективная весовая толщина и оптическая толщина, совпадают, когда покрытие равномерное и однородное. В противном случае, при измерении толщины одного и того же покрытия получаем разные значения.

3. Внутренняя и внешняя формы покрытия:

Внешняя форма определяется геометрическими размерами отдельных элементов покрытия.

Внутренняя форма описывает кристаллическое строение, тип решетки, ориентацию кристаллов, их размер, дефектность и т. д.

В зависимости от внешней формы различают сплошные, полусплошные и островковые или диспергированные покрытия.

Сплошные - это покрытия, для которых на всей поверхности выполняется условие z1¹z2 (рис.2).

Полусплошные - покрытия, на поверхности которых есть участки с z1 = z2,т.е. нарушается его сплошность. Полусплошные покрытия формируются, например, на стадии коалесценции (слияния капель, микрочастиц), ионном селективном травлении тонких слоев.

Островковые или диспергированные покрытия - покрытия, состоящие из изолированных микрочастиц (островков или кластеров).

В общем случае для полного описания состояния тонких покрытий необходимо знать следующие их основные характеристики:

1.Степень покрытия подложки пленкой θ (степень заполнения) - долю поверхности, занятой пленкой. Из определения следует, что 0< θ£1. При θ=1 имеем сплошное покрытие.

2.Поверхностную плотность островков.

Различают среднюю плотность n0 =N /S (N-число островков, S-площадь) и дифференциальную плотность n=dN/dS (dN-число островков, находящихся на площади dS).

3.Кристалическую структуру, степень дефектности, характер ее распределения по объему покрытия.

4.Функцию распределения островков по размерам f(r)= dN/ dr (dN-число частиц, имеющих размер в пределах от r до r+dr). Характерная для металлических островковых пленок функция распределения по размерам представлена на рис.4. Поверхности реальных тел, на которых формируется покрытие, неоднородны. Поэтому распределение частиц металлической фазы по поверхности также неоднородно, а, соответственно, неодинаковы и свойства пленок в отдельных локальных участках.

    Рис.4.Распределение частиц конденси- рованной фазы по размерам; rВ - наиболее вероятный размер.  

5. Форму и ориентацию кристаллографических осей зерен материала, микрочастиц.

Данные характеристики определяют только геометрические свойства покрытия и для полного его описания необходима информация о химическом составе, структуре и свойствах материала подложки структуре и свойствах граничных слоев и других физико-химических параметрах системы.

 




Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 29 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав