磁控溅射与真空技术

磁控溅射与真空技术

溅射时打火放电

1、可能靶材表面脏。

在低功率下长时间空溅，把靶材表面杂志打掉。然后慢慢加大功率。

2、靶与地之间有导电颗粒，导致高压下放电打火。

3、电源柜有问题，建议调换电源柜再观察。

扩散泵的常见故障及原因

由于真空设备长期运转及其它一些因素的影响，扩散泵的性能可能会逐渐变坏，现将使用中经常出现的一些问题如述如下;

1)极限真空变低，原因：

a.系统中有渗漏；

b.系统太脏；

c.泵油污染；

d.加热功率不够；

e.冷却水不足；

f.过量或过冷的冷却水；

g.前级压力高；检查密封性能及前级管道是否有泄漏现象；

h.快冷管内有水。

2) 抽气较慢，原因：

a.加热功率低；

b.油量不足；

c.喷帽安装位置不当或受损。

3)进口压力波动，原因：

a.加热器输入功率不当；

b.油脱气；

c.扩散泵进口前面系统有渗漏。

4)工作腔污染大，原因：

a.前级压力高；

b.在高于10-1Pa压力下长期工作；

c.系统操作有误。

5) 返油率过大，原因：

a. 顶喷嘴帽松动，间隙过大；

b. 加热功率不对；

真空系统上测量规管座位置安排应遵循如下原则

①不能将测量规管放在密封面较多的地方。因为每一个密封面都不可能保证绝对不漏气，密封面集中之处，必然是容易漏气的地方，测量值可能不准。

②规管内壁各处，必须保证真空卫生。否则会造成测量不准。

③规管应尽量接在靠近被测量的地方，以减少测量误差。

扩散泵的结构示意图和工作原理

当扩散泵油被电炉加热时，产生油蒸气沿着导流管经伞形喷嘴向下喷出。因喷嘴外面有机械

泵提供的真空（Pa），故油蒸气流可喷出一长段距离，构成一个向出气口方向运动

的射流。射流最后碰上由冷却水冷却的泵壁凝结为液体流回蒸发器，即靠油的蒸发喷射凝结重复循环来实现抽气。由进气口进入泵内的气体分子一旦落入蒸气流中便获得向下运动的动量向下飞去。由于射流具有高流速（约200m/s），高的蒸气密度，且扩散泵油分子量大（300～500），故能有效地带走气体分子。气体分子被带往出口处再由机械泵抽走。

光生伏打与太阳能电池

太阳能发电分光热发电和光伏发电。不论产销量、发展速度和发展前景、光热发电都赶不上光伏发电。可能因光伏发电普及较广而接触光热发电较少，通常民间所说的太阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电，简称光电。光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地厂各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家己经大面积推广实施。我国并网发电还未起步，不过，2008年北京“绿色奥运”部分用电将会由太阳能发电和风力发电提供。

太阳能光伏发电的最基本元件是太阳电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。国产晶体硅电池效率在10－13％左右，国外同类产品效率约12－14％。由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。2002年全球太阳电池和光伏组件产量约600MW，其中日本占45％，美国25％，欧洲约22％。日本是光伏产业发展最快的因家，在不到10年的时间里超过了美国，2001年世界10大太阳电池生产厂，日本就有4家，分别是夏普、京都陶瓷、三洋和三菱。欧美发达国家大都制订了“阳光计划”，并采取措施鼓励居民安装太阳能发电系统，比如部分赠款、无息贷款和“种子基金”等，并以高出普通电价几倍的价格购买居民家中多余的太阳能电量。

我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快，但总体规模较小，2002年太阳电池产量约SMW，累计装机容量达25MW，不到世界的1％，为配合西部大开发，我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等，利用太阳能发电和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电，这一工程配套资金20多亿人民币。我国光伏发电产品的市场主要在西部，另有部分产品出日，如组件、小系统和日用太阳能电子产品等。由于国内太阳能电池晶片产量远远不能满足需求，许多厂家进日大量电池片封装组件。在光伏产业方面，深圳占有部分江山，产品加工能力、产品质量和销量在国内外都有一定的影响。政府应加大扶持力度，使之扩大规模发展成为产业群，进而成为深圳的一个经济增长点。

太阳能光伏发电产业增长迅速，不仅因为它是具有许多优点的清洁能源，一个更诱人的动因是，在太阳能与建筑一体化的过程中，太阳电池组件比太阳能热水器与建筑更有亲合力。太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，国外己有非常好的案例。因此，太阳能光伏发电技术与建筑结合方面，将具有良好的经济效益，前途无限。

氦气

氦在空气中的体积分数约为0.00052%，即每1000L空气中含氦5mL。有的地区的天然气中含氦量高达8%，我国于1960年建成从天然气制取氦的工厂。氦广泛存在于宇宙空间。太阳上有大量的氦，约占太阳总质量的1/4，为500亿亿亿吨左右

液氦可以产生奇特的膜移动现象。我们知道水是不能沿玻璃上升的。可是，把一只空烧杯部分地浸入2.17K以下的液氦中，在烧杯内外表面会全部覆上一层很薄的液氦膜，这层液膜能“爬”上烧杯壁向烧杯内移动，直到烧杯内外液面高度相平为止，如果随后把烧杯提起来，液氦则由烧杯内向烧杯外移动，当烧杯完全脱离液面时，则看到有液氦从烧杯外壁滴下，液膜移动的速度可达每S30cm左右，并跟液面差、移动路程的长度以及烧杯壁的高度无关。液氦这种液膜移动的奇特现象如何解释，目前还是一个谜。

氦是已知所有物质中沸点最低的，沸点是4.2K。利用液氦可获得接近绝对零度的低温。方法是把一种“顺磁物质”放在液氦上面，几乎和液态氦相接触。两者间用氦气隔开，同时把整个系统的温度降到1K左右，然后把这个系统放在一个磁场里。这时，顺磁物质的分子就会平行于磁场的磁力线，整齐地排列起来，同时放出一些热。放出的热会由周围的氦轻度蒸发而消耗掉。接着，撤去磁场，顺磁物质的分子立即从有序变成无序排列。分子从有序变无序要吸热，热只能来自液氦，使液氦温度降低。这个步骤可以一次一次地重复进行，每重复一次，液氦温度就下降一次。后来美国化学家吉奥克又对这种方法作了改进，借助此法，于1957年获得0.00002K的低温，目前已获得0.000001K的低温。在已知的所有物质中，只有氦在非常接近绝对零度时不会凝成固体。在低于1K时，施加25×1.01×105Pa压强，才能使液氦凝成固体。

什么是高斯计?

高斯计是用于测量和显示单位面积平均磁通密度或磁感应强度的精密仪器。

目前的高斯计几乎都是基于霍耳原理进行磁测量的，采用霍耳传感器作为磁感应元件。用户可能会发现这样的问题，即使在同一个点上，使用不同型号的探头会产生不同的测量结果。这并非是测量的错误，而是由于霍耳传感器的尺寸不同产生的结果。根据不同的需要，正确地选择高斯计和相应的探头尤为重要

常见的三种真空法兰规格(CF、KF、ISO)

1.CF法兰的英文名是Conflat Flang。它是一种用于超高真空中的法兰连接，是一种金属静密封，可以承受高温烘烤。

2.ISO-KF是应用在真空系统中的一种快速装拆连接。他由以下几个元件构成：两个成对称分布的KF法兰、O-Ring、定心支架、卡箍。勿需使用别的工具，只要简单地用手拧动碟形螺母就可以松开或压紧联接。

3. ISO法兰和配管可用于从大气压到高真空，经常装拆的各种应用中。一般管子的直径超过50mm（2英寸）。如果使用氟橡胶O形圈，可以承受150℃烘烤。

ISO标准是指由『国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO) 』制订的标

溅射原子、离子、等离子体

原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成.电子带负电，质子带正电，中子不带电,电子的负电与质子的正电相抵消,使原子显中性.

中性原子对原子来说，核外电子等于核内质子数，即正负电量相等，原子不显电性，称为中性原子离子原子得失电子后不再显电中性，离子是原子或原子团由于得失电子而形成的带电微粒原子是由原子核和核外电子组成，原子核带正