大物实验报告——低真空的获得测量与用直流溅射法制备金属薄膜
物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧
物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧材料薄膜在物理实验中扮演着重要的角色。
它们广泛应用于电子器件、光学器件、储能设备等领域，具有独特的性能和应用前景。
但是，材料薄膜的制备与测量并不是一件简单的事情。
本文将针对物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧展开探讨。
一、材料薄膜的制备技巧材料薄膜制备过程中的关键问题是如何获得高质量的薄膜。
这包括薄膜的厚度均匀性、结晶度、界面质量等方面的要求。
下面将介绍两种常见的薄膜制备技术。
1. 物理气相沉积法（Physical Vapor Deposition，简称PVD）PVD是一种利用物理手段将固态材料转化为气态，然后在衬底表面沉积成薄膜的方法。
其中，蒸发法、溅射法和激光热蒸发法是最常用的PVD技术。
在制备薄膜时，需要注意蒸发源的温度、蒸发速率以及衬底的温度和表面处理等因素，以保证薄膜的均匀性和质量。
2. 化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）CVD是一种利用化学反应在衬底表面生成具有所需性质的材料薄膜的方法。
通过控制反应条件和气相组分，可以制备出高质量的薄膜。
常见的CVD技术有热CVD、等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD）等。
在进行CVD制备时，需要注意反应流程的控制、反应气体的纯净度，以及衬底的温度和表面处理等因素。
二、材料薄膜的测量技巧薄膜的制备完成后，我们需要对其进行测量以获得相关性能参数。
下面将介绍两种常见的薄膜测量技术。
1. 拉曼光谱测量拉曼光谱是一种非侵入式的测量方法，可以获得材料的结构信息。
通过激光光源的散射，与物质交互作用后的光被收集，并进一步分析得到物质的振动模式和结构信息。
在薄膜研究中，拉曼光谱常用于表征薄膜的晶格结构、应力分布、杂质掺杂等方面的信息。
通过拉曼光谱测量，可以获得薄膜的结晶度、晶格纳米尺寸等重要参数。
低真空条件下制备的银薄膜的电阻率特性及结构_吴平
第27卷 第3期2007年3月物 理 实 验PH YSICS EXPERIMENT ATIONV ol.27 N o.3 M ar.,2007收稿日期:2006-09-29;修改日期:2006-12-15基金项目:北京科技大学国家工科物理基础课程教学基地项目;北京科技大学教研基金项目;中国高等教育学会/十一五0教育科学研究规划项目作者简介:吴 平(1962-),女,安徽望江人,北京科技大学应用科学学院物理系教授,博士生导师,博士,主要从事功能薄膜材料、软物质研究以及物理实验的教学与研究.低真空条件下制备的银薄膜的电阻率特性及结构吴 平,邱 宏,赵云清,姜德怀,张 蓓,赵雪丹,黄筱玲,潘礼庆,田 跃(北京科技大学应用科学学院物理系,北京100083)摘 要:研究了在2.2Pa 低真空条件下用直流溅射法制备的银薄膜的电阻率特性和薄膜结构.实验表明,薄膜厚度对薄膜电阻率有显著影响,随膜厚的增加薄膜电阻率降低,在膜厚大于200nm 时趋于稳定,电阻率为2.54@10-88#m.薄膜表面和晶粒间界对传导电子的散射导致了银薄膜电阻率的尺寸效应.研究结果表明,可以在2.2Pa 的低真空条件下制备金属银薄膜,将银靶用于目前大学物理实验课中金属薄膜制备及金属薄膜电阻率测量实验是可行的.关键词:银薄膜;电阻率;结构中图分类号:O 484 文献标识码:A 文章编号:1005-4642(2007)03-0003-041 引 言北京科技大学物理系编排的金属薄膜制备及物性测量系列研究性实验已成为全校理工科本科生大学物理实验课程的重要组成部分[1~4],2004年/金属薄膜制备及电阻率测量系列实验装置0获第三届全国高校物理实验教学仪器评比一等奖.我校大学物理实验课每次课为3学时,所面向的学生为每学年数千人的理工科一、二年级学生,因此对薄膜样品制备装置操作的复杂性、获得真空所需要的时间以及仪器成本都有所限制.基于以上因素,笔者所设计的薄膜制备实验装置[5]的真空由机械泵获得,系统极限真空在2~3Pa.要在这样的低真空度下获得金属薄膜,只能使用惰性金属.金是最为理想的材料,但是在大范围实验教学当中以金作为靶材,实验耗材费用相当高.金属银也具有较强的化学惰性,在空气中不氧化,且价格比金低很多.银是可见和近红外光区的重要光学材料[6],用银与不同金属、半导体、绝缘体复合,可研制和开发具有独特性能的光电功能薄膜,如IT O/A g/IT O 多层膜[7].在制备IT O/Ag/IT O 多层膜时,ITO 要在充氧的条件下蒸镀,因而对银薄膜的电阻率和电子的迁移率都有影响,所以低真空条件下制备的银薄膜的导电性、光学性质、应力[8]以及微结构也是银薄膜应用中需要研究的基础课题[9].本文研究了低真空条件下用直流溅射法制备的银薄膜的电阻率特性和结构,探讨了银用于大学物理实验课中金属薄膜制备及金属薄膜电阻率测量实验的可行性.2 样品制备与测量所用银靶直径60mm,厚0.5mm,纯度为99.99%.靶与衬底间的距离为40mm.衬底为普通玻璃,尺寸约为2.5cm @2.5cm.镀膜前,将玻璃衬底放在丙酮中超声清洗5m in,然后放在无水乙醇中超声清洗5min,最后用吹风机热风吹干.用机械泵将镀膜室的真空抽到2.2Pa 后,向镀膜室内充入氩气,氩气压强为4.0Pa,溅射电压为1000V,溅射电流为5mA.通过控制溅射时间来控制膜厚.在室温下分别制备了沉积时间为4,6,10,15,20,30,40min 的银薄膜,用四探针法测量了银薄膜电阻率,用场发射扫描电子显微镜观察了银薄膜的表面和断面形貌.3 实验结果3.1 银薄膜的沉积速率图1~2为不同时间沉积银薄膜样品表面与(a)4min (b)6min (c)10min (d)20min (e)40min图1 不同沉积时间制备的银薄膜表面场发射扫描电子显微镜照片(a)4min(b)6min(c)10min(d)20min(e)40min图2 不同沉积时间制备的银薄膜断面场发射扫描电子显微镜照片4物 理 实 验第27卷断面的场发射扫描电子显微镜照片.从图1~2中可以看出,随着沉积时间的增加,银薄膜厚度增加,晶粒长大,但晶粒大小不均匀,有些晶粒较大,有些晶粒较小.利用扫描电子显微镜照片中的标尺对银薄膜表面形貌照片进行测量,得到4,6,10,15,20,30,40min 沉积的银薄膜的平均晶粒尺寸分别为21,29,59,71,98,126,207nm.图3给出由断面图测出的不同沉积时间制备的银薄膜的厚度.可以看到,银薄膜厚度与沉积时间呈较好的线性关系.对实验测量数据进行拟合,得到银薄膜的厚度d (nm)与沉积时间t (min)的关系为d =11.1t ,(1)即沉积速率为11.1nm /min.图3 银薄膜厚度随沉积时间的变化3.2 银薄膜的电阻率用四探针法在室温测量了不同沉积时间银薄膜的欧姆特性.银薄膜电阻率可由下式计算[1]:Q =P ln 2Rd ,(2)其中d 是银薄膜的厚度.图4给出了所制备的银薄膜的电阻率随薄膜厚度的变化.从图4可以看出,银薄膜的电阻率随膜厚的增加而降低.在膜厚小于200nm 时,银薄膜的电阻率随膜厚的增图4 银薄膜电阻率随薄膜厚度的变化加下降较快;当膜厚大于200nm 时,随薄膜厚度的增加,薄膜电阻率变化平缓,趋近一稳定值,约为2.54@10-88#m.4 讨 论银薄膜是以岛状模式生长的[10].在薄膜生长初期阶段,薄膜呈岛状结构,薄膜处于不连续状态,对这种薄膜的导电机制多数是用热发射和隧道发射理论来解释[11];随着薄膜的生长,长大的岛彼此之间相互接触,但岛之间还有沟道和孔穴存在;当薄膜继续生长到超过一定厚度时,岛之间的沟道和孔穴也被后来沉积的原子所填充,最终形成连续薄膜.但这一厚度随银薄膜的制备方法和制备条件的不同而不同[12].从图1(a)和2(a)可以看出,在本文的制备条件下,沉积4min 时银薄膜已经形成连续薄膜了.唐兆麟等[13]在真空室内原位测量了磁控溅射超薄铝膜的电阻率和薄膜厚度之间的关系,发现薄膜的不同厚度阶段,具有不同的导电特性,并提出对于连续薄膜,表面和晶界对传导电子的散射是构成薄膜电阻率尺寸效应的原因.对于很薄的薄膜,与表面散射相比,晶界散射是对电阻率的主要贡献[14~15].图4显示了银薄膜电阻率的尺寸效应.从图1~2以及测量得到的平均晶粒尺寸可以看出,在银薄膜较薄时,晶粒尺寸较小,薄膜中晶粒间界较多,晶粒间界对传导电子的散射对银薄膜电阻率有显著的影响.另一方面,块体银材料中自由电子的平均自由程约为52~57nm[16],因此当薄膜较薄时,如薄膜的厚度小于块体银材料中自由电子的平均自由程时,薄膜厚度方向的2个界面对自由电子的散射使得薄膜中自由电子的平均自由程小于块体材料中自由电子平均自由程,因而也会使薄膜的电阻率增大.由于晶粒间界散射及薄膜表面散射两方面因素的共同作用,使得银薄膜较薄时电阻率较大.当银薄膜厚度较厚时,如大于块体银材料中自由电子平均自由程时,薄膜表面对在电场作用下的自由电子的定向运动的影响变得不重要,同时晶粒长大,晶粒间界减少,晶粒间界对传导电子的散射也减小,从而薄膜电阻率下降,并逐渐趋于稳定值.具体考察由图1~2所测的薄膜厚度和平均晶粒尺寸可以看到,4min 和6min 沉积的银薄膜,其平均晶粒尺寸分别为21nm 和29nm ,膜厚分别为28nm 和75nm ,晶粒尺寸和5第3期 吴 平,等:低真空条件下制备的银薄膜的电阻率特性及结构膜厚小于或接近块体银材料中自由电子的平均自由程,因此晶粒间界和薄膜表面都对薄膜的电阻率影响较大;对于10m in沉积的银薄膜,其平均晶粒尺寸为59nm,与块体银材料中自由电子的平均自由程相当,而膜厚已为150nm,超过块体银材料中自由电子的平均自由程,因而晶粒间界对传导电子的散射是重要的,而薄膜表面的散射已变得不重要,所以电阻率有较为显著的下降.当沉积时间超过10min时,晶粒平均尺寸和银薄膜的厚度均超过了块体银材料中自由电子的平均自由程,这时晶粒间界和薄膜表面对传导电子的散射都变得不重要了,因此薄膜具有较小的电阻率,并达到稳定值.对于银块体材料Q= 1.49@10-88#m[16],在本文条件下制备的银薄膜的电阻率稳定值为2.54@10-88#m,约是银块体材料的1.7倍.薄膜材料的电阻率高于块体材料的电阻率主要是由于在薄膜中存在着大量缺陷,如空位、杂质原子、晶粒间界等,其密度远远高于块体材料内的缺陷密度,从而使薄膜材料中的缺陷对传导电子的散射概率高于块体材料内缺陷对传导电子的散射概率,导致了薄膜材料的电阻率高于块体材料的电阻率.5结论在2.2Pa低真空度下,制备了厚度为28~ 440nm的银薄膜,薄膜电阻率随膜厚的增加而下降,在膜厚大于200nm后,薄膜电阻率趋于稳定,稳定值约为2.54@10-88#m.实验结果表明,可以在低真空条件下制备金属银薄膜,将银用于大学物理实验课中金属薄膜制备及金属薄膜电阻率测量实验是可行的.参考文献:[1]吴平.大学物理实验教程[M].北京:机械工业出版社,2005.[2]吴平,邱宏,黄筱玲,等.金属薄膜制备及物性测量系列实验[J].大学物理,2006,25(5):39~41. [3]邱宏,吴平,王凤平,等.把/四探针测量金属薄膜电阻率0引入普通物理实验[J].大学物理,2004,23(5):59~61.[4]黄筱玲,田跃,邱宏.将溅射镀膜及薄膜生长动态监测技术引入普通物理实验[J].物理实验,2005,25(5):28~30.[5]黄筱玲,田跃,邱宏,等.一种薄膜生长过程原位动态特性监测实验仪器[P].专利号:Z L03200903.8.[6]何玉平,孙兆奇,李爱侠,等.Si基片上A g膜的微结构及光学常数研究[J].真空科学与技术,2002,22(1):69~72.[7]李扬,王立铎,常春,等.氧化铟锡/银/氧化铟锡多层膜作为阳极的柔性有机电致发光器件[J].科学通报,2004,49(9):850~853.[8]吴平,邱宏,姜德怀,等.用干涉方法测量薄膜应力[J].物理实验,2006,26(9):7~9.[9]K loppel A,Kr ieg seis W,M eyer B K,et al.De-pendence o f the electr ical and o pt ical behavio ur o fIT O-silver-IT O multilay ers on the silver pro per ties[J].T hin So lid Films,2000,365:139~146. [10]唐伟忠.薄膜材料制备原理、技术及应用[M].北京:冶金工业出版社,1998.106.[11]薛增泉,吴德全,李浩.薄膜物理[M].北京:电子工业出版社,1991.292.[12]徐静江,唐晋发.极薄银膜光学常数的研究[J].光学学报,1988,8(10):954~960.[13]唐兆麟,黄荣芳,闻立时.超薄铝膜电导特性的原位测量研究[J].金属学报,1996,32(3):308~312.[14]de Vr ies J W C.Resistiv ity o f thin A u films as afunction of gr ain diameter and temperature[J].Jo ur nal of P hy sics F:M etal P hy sics,1987,17(9):1945~1952.[15]范平,伍瑞锋,赖国燕.连续金属薄膜的电阻率研究[J].真空科学与技术,1999,19(6):445~451. [16]田民波,刘德令.薄膜科学与技术手册[M].北京:机械工业出版社,1991. 3.(下转第13页)6物理实验第27卷Effect of height of a sandpile on the angle of reposeZHOU Ying 1,ZHA NG Guo -qin2(1.Co lleg e of Phy sics and Electron,T aizhou University,Linhai 317000,China;2.Zhejiang Water Conservancy and H y dropow er Co lleg e,H angzhou 310018,China))Abstract:We have investigated experimentally how the height of a sandpile affects the angle of repose and have found that the ang le o f repo se depends o n the height o f sandpile,the data are fitted by ex ponential decay w hen the chute is horizontal.T he exponential decay can also be found w hen the an -g le of slope of the chute is v ar ied w ithin 0b ~11b thoug h the value of the ang le of repose is different.We have investigated five gr anules w ith different diameters and hav e found that the angle of repose ex -hibits ex ponential decay w ith the height of the sandpile.Key words:g ranular m atter;avalanche;angle o f repose[责任编辑:任德香](上接第6页)Characteristics of resistivity and structure ofsilver films deposited in low vacuumWU Ping,QIU H ong,ZH AO Yun -qing,JIA NG De -huai,ZHANG Bei,ZHA O Xue -dan,H UA NG Xiao -ling,PAN L-i qing,T IAN Yue(Departm ent of Physics,School of Applied Science,U niversity of Science and T echnolog y Beijing,Beijing 100083,China)Abstract:T he character istics of the resistivity and str ucture of silv er film s deposited in low vacu -um of 2.2Pa by DC sputtering are investigated.T he experimental results show that the resistiv ities of the silver films decrease as the film thicknesses increase.The resistivity tends to 2.54@10-88#m w hen the film thickness is larg er than 200nm.T he film thickness dependence o f the r esistivity is re -lated to the scattering of the film surfaces and the grain boundaries to the conductive electr ons.It is feasible to use silver films in the gener al physics experiment course.Key words:silv er film;resistivity;structure[责任编辑:任德香]13第3期 周 英,等:颗粒堆积高度对静止角的影响。
薄膜实验报告
薄膜实验报告一、实验目的本次薄膜实验的主要目的是研究薄膜的制备工艺、性能特点以及其在不同应用场景中的表现。
通过实验，深入了解薄膜材料的物理和化学性质，掌握薄膜制备的关键技术，并对薄膜的质量和性能进行评估。
二、实验原理薄膜的制备通常采用物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和溶胶凝胶法等方法。
在本次实验中，我们采用了物理气相沉积中的溅射法来制备薄膜。
溅射法是利用高能粒子（通常为离子）轰击靶材，使靶材表面的原子或分子溅射出来，并沉积在基片上形成薄膜。
溅射过程中，溅射粒子的能量、入射角、靶材与基片的距离以及工作气体的压力等因素都会对薄膜的质量和性能产生影响。
三、实验材料与设备1、实验材料靶材：选用了纯度为 9999%的_____金属靶材。
基片：采用了经过清洗处理的_____玻璃基片。
工作气体：使用纯度为 99999%的氩气。
2、实验设备溅射镀膜机：型号为_____，具有高精度的真空系统和溅射控制单元。
真空计：用于测量镀膜腔室内的真空度。
膜厚测试仪：型号为_____，用于测量薄膜的厚度。
表面形貌分析仪：用于观察薄膜的表面形貌和粗糙度。
硬度测试仪：用于测试薄膜的硬度。
四、实验步骤1、基片清洗将玻璃基片依次放入去离子水、丙酮和乙醇中进行超声清洗，每次清洗 15 分钟，以去除基片表面的油污和杂质。
清洗后的基片用氮气吹干，放入干燥箱中备用。
2、装样将清洗好的基片放入溅射镀膜机的样品台上，并调整基片与靶材的距离为_____mm。
安装好靶材，并确保靶材与溅射电源的连接良好。
3、抽真空关闭镀膜机的腔门，启动机械泵和分子泵，对镀膜腔室进行抽真空。
当真空度达到 5×10⁻⁴ Pa 时，停止抽真空。
4、溅射镀膜通入氩气，调节氩气流量为_____sccm，使腔室内的气压稳定在_____Pa。
开启溅射电源，设置溅射功率为_____W，溅射时间为_____分钟，进行薄膜沉积。
5、样品取出溅射镀膜完成后，关闭溅射电源和氩气进气阀，待腔室内温度降低到室温后，打开腔门，取出样品。
直流磁控溅射法制备TiO2薄膜实验研究
摘 要： 本文利 用直流磁控溅 射法 在不同条件下制备玻璃基 Ｔ ｉ ０ 薄膜样品 ， 并检测 了薄膜的超亲水性 。研究 了沉积 条件 例如溅
射总气压 ， 氧气和氩气的相对分压 。 溅射功率 ， 基 片温 度和后续 热处理对 Ｚ ｉ ０ ２ 薄膜最佳性能的影响。 实验 结果显示： 在较 低温度 下沉积的 Ｔ ｉ ０ 。 薄膜是无定型且亲水性较差 ， 然而 ， 在４ ０ ０ ￣５ ０ ０℃范围 内退火过后 ， 薄膜表面呈现超亲水性能 。
多种，例如喷涂法 、 溶 胶一 凝 胶 法 、 磁 控 溅 射 法 和 化 学 气 相
２ 实验结果及 参数 讨论
２ ． １ 氧流 量 对 Ｔ ｉ ０ 薄 膜 的 工 作影 响 首先 要 研 究放 电条 件 ， 因 为 辉 光放 电的 原 理 是磁 控 溅 射 进行 工 作 的前 提 理 论 基 础 。 首先 ， 电压 随 氧 分 压增 强提 升 缓 慢， 但在 ０ ． ６ ｓ ｅ ｅ ｍ附近 却 急 剧 拉 升 ， 并 于 该 点 附件 获 得 最 大
关键词 ： 直流磁控溅射 ： Ｔ ｉ ０ ２ 薄膜 ； 退火温 度 中图分类号 ： ０ ４ ８ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号： ２ ０ ９ ５ — ５ ３ ９ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ８ ６ — ０ ２
近年来 ， 制备 Ｔ ｉ ０ ２ 薄膜 的方法被科学研究工作者研制许
沉积法等。 但Ｔ ｉ ０ ２ 薄膜膜厚 的均匀度用喷涂法和溶胶一凝胶
法 难 以控 制 ；薄 膜 与 基 体 的 附 着 力 用 化 学 气 相 沉 积 法 又 较 差， 且 容 易脱 落 ； 而 磁 控 溅 射 法 能够 获 得 的 附着 力 较 为 理 想 ，
可克服前面方法 的缺点， Ｔ ｉ ０ 薄膜膜厚均匀度较好。本文主 值 ， 此 处 我们 称 之 为 临界 点 随 着 电压 细微 下 降 ， 临界 点 的位 要 目的为 ： 基于 Ｄ ｃ （ 直流） 磁控 溅射 设备在玻璃 基底上 的方 置随电流的增强而 向氧分压增强的方 向缓慢移动 。此结论与 法． 制各 Ｔ ｉ ｏ ２ 超亲水性薄膜 。溅射时的条件决定 了能否出现 锐钛矿 、 金 红石或非晶结构。另外 ， 可通过控制溅射过程的参
薄膜物理实践报告题目(2篇)
第1篇一、摘要随着科学技术的不断发展，薄膜技术已成为现代材料科学和纳米技术的重要组成部分。
本文通过真空蒸镀技术在硅片上制备金属薄膜，并对薄膜的厚度、结构、形貌以及光学性能进行了系统研究。
通过实验数据分析，探讨了金属薄膜的制备工艺、影响因素以及光学性能之间的关系，为薄膜技术的进一步研究与应用提供了理论依据。
二、引言金属薄膜在光学、电子、磁学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
真空蒸镀技术作为一种重要的薄膜制备方法，具有工艺简单、成本低廉、膜厚可控等优点。
本文以真空蒸镀技术为基础，对金属薄膜的制备及其光学性能进行了研究。
三、实验方法1. 实验材料：高纯度硅片（直径100mm，厚度0.5mm）、金属靶材（金、银、铜）、真空系统、蒸镀设备等。
2. 实验步骤：（1）将硅片清洗、干燥，确保表面洁净。
（2）将金属靶材放置在真空蒸镀设备中，调节真空度至10^-3Pa。
（3）加热靶材，使其达到蒸发温度，使金属蒸发并沉积在硅片上。
（4）通过调节蒸镀时间和温度，制备不同厚度的金属薄膜。
（5）利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）等手段对薄膜进行表征。
四、实验结果与分析1. 薄膜厚度与蒸镀时间的关系通过实验发现，金属薄膜的厚度随着蒸镀时间的增加而增加，两者呈线性关系。
在蒸镀时间较短的情况下，薄膜厚度增长速度较快；而在蒸镀时间较长的情况下，薄膜厚度增长速度逐渐减缓。
这是由于蒸镀初期，金属蒸发速率较高，导致薄膜厚度迅速增加；随着蒸镀时间的延长，蒸发速率逐渐降低，薄膜厚度增长速度减缓。
2. 薄膜结构分析通过SEM观察，金属薄膜表面平整，无明显缺陷。
XRD分析表明，金属薄膜为多晶结构，晶粒尺寸在几十纳米至几百纳米之间。
这表明金属薄膜在蒸镀过程中，晶粒生长较为充分，有利于提高薄膜的机械性能。
3. 薄膜光学性能分析通过UV-Vis光谱分析，金属薄膜在可见光范围内具有良好的透光性。
在近红外区域，薄膜具有较明显的吸收峰，说明金属薄膜具有一定的吸收特性。
工科物理实验II_北京科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工科物理实验II_北京科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子受到（）的作用而发生偏转引起的。
答案:洛仑兹力2.实验十一光栅光谱仪的使用中，相比于透射光栅，平面反射式光栅的优势在于（）。
答案:闪耀方向落在0级谱线以外的其它级谱线上3.在实验十四低真空的获得、测量与用直流溅射法制备金属薄膜中，用来轰击金属靶材的粒子是（）答案:氩离子4.实验一受迫振动的研究中，摆轮做受迫振动时受到的力矩有（）。
答案:驱动力矩弹性力矩阻尼力矩5.关于实验一受迫振动的研究，描述正确的是（）。
答案:无阻尼的情况下，共振振幅会出现无限大的情况共振时，振幅最大且相位为90°本实验中，摆轮的固有振动周期和摆角有关6.关于实验二霍尔效应，下列说法正确的是（）。
答案:霍尔效应是磁电效应的一种用霍尔效应可以测量半导体材料的载流子浓度和迁移率本实验中不能消除的副效应是埃廷豪斯森效应利用霍尔效应可以测量磁场7.关于实验九PN结特性，叙述不正确的是（）。
答案:在温度不变的情况下，PN结的IF-VF呈线性关系Ge和Si二极管的加热温度区间可以完全相同Si二极管是一个很好的测温元件，可以用于高温（如500℃加热炉内的温度）的测量8.关于实验三用落球法测定液体不同温度下的黏度及温度的PID调节，以下哪些说法正确（）。
答案:流体所具有的阻止流体内两个流层发生相对滑动的性质称为流体的黏性或黏滞性随着温度的升高，气体的黏度增大流体中运动的物体所受到的黏滞力永远和物体的运动方向相反9.实验三用落球法测定液体不同温度下的黏度及温度的PID调节中，PID调节包括（）。
答案:比例调节微分调节积分调节10.关于实验四迈克尔逊干涉仪中的等倾干涉条纹，以下说法正确的是（）。
答案:条纹是明暗相间的系列同心圆薄膜厚度增加时，圆环不断从中心吐出薄膜越厚，条纹越密11.实验五全息照相实验，拍摄全息照相照片时，下列选项中正确的有（）。
薄膜物理实践报告(2篇)
第1篇一、引言薄膜技术是一门涉及材料科学、物理学、化学和工程学等多个学科的综合性技术。
薄膜材料因其优异的性能和广泛的应用领域而备受关注。
本次实践报告旨在通过薄膜物理实验，了解薄膜的制备方法、性能测试及其应用，以加深对薄膜物理学的认识。
二、实验目的1. 熟悉薄膜的制备方法；2. 掌握薄膜的表征技术；3. 了解薄膜的应用领域；4. 培养实践操作能力和科学素养。
三、实验原理薄膜制备方法主要包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、溶液法、旋涂法等。
本实验采用旋涂法制备薄膜，通过旋涂过程使溶液在基底上形成均匀的薄膜。
薄膜性能测试主要包括厚度、折射率、透光率、导电率等。
本实验采用干涉仪测量薄膜厚度，通过折射率测定仪测量薄膜折射率，利用紫外-可见分光光度计测定薄膜透光率。
四、实验步骤1. 准备实验材料：基底（玻璃片）、旋涂液（聚乳酸）、溶剂（丙酮）、滴管、旋转台、干涉仪、折射率测定仪、紫外-可见分光光度计等。
2. 清洗基底：将玻璃片浸泡在丙酮溶液中，用超声波清洗10分钟，取出晾干。
3. 配制旋涂液：将聚乳酸溶解于丙酮溶液中，配制成一定浓度的旋涂液。
4. 旋涂：将配制好的旋涂液滴在基底上，调整旋转台转速，使溶液在基底上形成均匀的薄膜。
5. 干燥：将旋涂好的基底置于干燥箱中，干燥一定时间。
6. 性能测试：利用干涉仪、折射率测定仪和紫外-可见分光光度计分别测量薄膜厚度、折射率和透光率。
五、实验结果与分析1. 薄膜厚度：通过干涉仪测量得到薄膜厚度为100nm。
2. 薄膜折射率：通过折射率测定仪测量得到薄膜折射率为1.5。
3. 薄膜透光率：通过紫外-可见分光光度计测量得到薄膜在可见光范围内的透光率为80%。
4. 分析与讨论：本实验中制备的薄膜具有较均匀的厚度和良好的光学性能，符合实验要求。
薄膜的折射率和透光率表明其在光学领域具有潜在的应用价值。
六、结论本次薄膜物理实践实验成功制备了聚乳酸薄膜，并对其性能进行了测试。
直流反应磁控溅射制备cu2o薄膜
直流反应磁控溅射制备cu2o薄膜直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜是一种常见的制备方法，该方法具有高效、易操作、制备出的薄膜质量好等优点，因此在材料制备领域得到了广泛应用。
本文将介绍该方法的原理、制备过程和应用研究进展。
一、直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜的原理直流反应磁控溅射是一种利用离子束轰击目标表面溅射材料并在基底上形成薄膜的方法。
该方法的原理是将高纯度的金属靶材放置在真空室中，利用氩离子束轰击靶材表面，使其材料溅射并沉积在基底表面形成薄膜。
在制备Cu2O薄膜时，通常使用铜靶材，同时在氩气氛围下加入适量的氧气，使得溅射出的铜原子与氧气结合形成Cu2O 薄膜。
二、直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜的制备过程直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜的制备过程包括靶材制备、真空系统准备、薄膜制备、薄膜表征等步骤。
1. 靶材制备：选用高纯度的铜靶材，一般为99.99%的纯度，制备成合适的尺寸和形状。
2. 真空系统准备：在真空室内通入氩气并排除氧气等杂质，同时在靶材上加上负电压，使其形成离子束。
3. 薄膜制备：将基底放置在真空室内，利用氩离子束轰击靶材表面，使其溅射出铜原子并在基底表面沉积，同时在氩气氛围下加入适量的氧气，使得铜原子与氧气结合形成Cu2O薄膜。
4. 薄膜表征：利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术对制备的Cu2O薄膜进行表征，分析其晶体结构、形貌和物理性质等。
三、直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜的应用研究进展1. 光电催化领域：Cu2O薄膜具有良好的光电催化性能，可以用于光催化分解水、还原二氧化碳等领域。
2. 电化学储能领域：Cu2O薄膜具有高比容量、高循环稳定性和优异的放电性能，可以用于电化学储能领域。
3. 传感器领域：Cu2O薄膜具有良好的气敏性能，可以用于气体传感器的制备。
4. 其他领域：Cu2O薄膜还可以用于太阳能电池、光电子器件、防腐蚀涂层等领域。
四、结论直流反应磁控溅射制备Cu2O薄膜是一种高效、易操作、制备出的薄膜质量好的方法，具有广泛的应用前景。
【参考文档】溅射镀膜实验报告-范文模板 (14页)
用60秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，溅射气压P=1.3Pa，靶磁场电流I=1.5A 得到图像：
图3 基片加热时温度与真空度的变化关系 由图可知，随着温度上升，气压迅速升高，随后气压降低至不变，至温度稳定后，气压持续降低。
关键词：真空，直流溅射，镀膜，金属薄膜吸光度，金属薄膜结构和形貌
一、实验原理
1. 真空简介
“真空”是指低于一个大气压的气体状态。在真空技术中，以“真空度”来表示气体的稀薄程度，真空度越高，气体压强越低。通常气体的真空度直接用气体的压强来表示，常用单位为帕斯卡（Pa）或毫米汞柱（mmHg）——简称乇（Torr），它们之间的关系为：
泵抽气速率，气压开始下降且到达指定温度后，温度基本不变，下降速率越来越快。 2、镀膜速率与溅射气压的关系
用30秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，在溅射电流I=0.1A ，靶磁场电流I=1.5A的条件下， 得到图像：
溅
射气压和溅射速率的关系
溅射速率 (A/min)
束后，应等待真空室冷却后，再放气取出样品，否则会造成薄膜氧化，影响其性能。 三．数据记录与分析讨论
成膜方法。
溅射法是利用高能离子（电场加速正离子，由电极间工作气体在强电场作用下电离产生）高速冲击负极溅射材料表面，发生碰撞。由于高能离子的能量大于靶材原子表面结合能，从而使靶材表面的原子或分子等得到入射离子的能量，逐渐溢出表面形成溅射。溅射镀膜就是基于荷能离子轰击靶材时的溅射效应，整个过程都是建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。
在两次实验中接触了三种真空泵。真空泵是用来获得真空的器械，按照泵的抽气速率和抽气方式分为机械泵，分子泵，扩散泵等。实际使用中应该根据对真空度的不同要求，选择合适的真空泵，有时可能需九．结论
北科大物理实验低真空的获得、测量与用直流溅射法制备金属薄膜
低真空的获得，测量与用直流实验报告溅射法制备金属薄膜学院材料班级材料1510 学号 41503000 姓名张问一、实验目的与实验仪器实验目的：1)学习真空基本知识和真空的获得与测量技术基础知识。
2)学习用直流溅射法制备薄膜的原理与方法。
3)实际操作一套真空镀膜装置，使用真空泵和真空测量装置，研究该真空系统的抽气特性。
4)用直流溅射法制备一系列不同厚度的金属薄膜，为实验研究金属薄膜厚度对其电阻率影响制备样品。
实验仪器：SBC-12 小型直流溅射仪（配有银靶），机械泵，氩气瓶、超声波清洗器、玻璃衬底二、实验原理（要求与提示：限400 字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）1.真空基本知识：该实验首先需制造一个真空条件，在中真空状态，机械泵抽真空2.用直流溅射法制备薄膜溅射就是指荷能粒子轰击表面，使得固体表面原子从表面射出的现象，这些从固体表面射出的粒子大多呈原子状态，通常称为被溅射原子。
溅射粒子轰击靶材，使得表面成为被溅射原子，被溅射原子沉积到衬底上就形成了薄膜。
所以这种方法称为溅射法，干燥气体在正常状态下是不导电的，若在气体中安置两个电极并加上电压，少量初始带电粒子与气体院子相互碰撞，使束缚电子脱离气体原子成为电子，这时有电流通过气体，这个现象称为气体放电。
本实验所使用的是直流溅射法，利用了直流电压产生的辉光放电，如图所示，在对系统抽真空后，充入适当压力的惰性气体，作为气体放电的载体，在正负极高压下，气体分子被大量电离，并伴随发出辉光。
由放电形成的气体正离子被朝着阴极方向加速，正离子和快速中性粒子获得能量到达靶材，在这些粒子的轰击下，被溅射出来的靶材原子冷凝在阳极上，从而形成了薄膜。
三、实验步骤（要求与提示：限400 字以内）（1）把银靶装在镀膜室顶盖上，并使其到工作台的距离为40mm。
（2）把玻璃衬底放入盛有无水乙醇的烧杯中，用超声波清洗机清洗3分钟，用吹风机烘干玻璃衬底，烘干后放在镀膜室的工作台上；盖上镀膜室上盖。
直流磁控溅射制备铝薄膜工艺参数
关
键
词： 直流磁控溅射 ； 铝薄膜 ； 工艺参数
文献标识码 ： Ａ
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中图分 类号：Ｇ １ Ｔ １３
文章 编号 ：６１ ９４２ ０ ）８ ０９ ３ １７ 一Ｏ２ （０６０ —０６ —０
乖出 出 出乖出希 出 出术出奈 出奈 乖 材料科学】
直 流 磁 控 溅 射 制 备铝 薄 膜 工 艺 参 数
杨 栋 华
（ 重庆工学院 材料科学与工程学院 ， 重庆 ４０５ ） ０００
摘要： 采用直流磁控溅射法 ， 在硅基 片上制备铝 薄膜 ． 扫描电子显微 镜 （Ｅ 、 用 Ｓ Ｍ） Ｘ一射 线衍射 仪 （ Ⅺｍ） 等对薄膜的表面形貌和结构进行了分析 ， 研究 了不 同工艺参 数对薄膜表 面形貌 的影响 ， 分 析了制备铝薄膜的影响因素 ． 分析结果表 明该 薄膜 为纯铝薄 膜 ， 且晶粒很 小 ． 并 实验得 到制 备铝 薄膜的工艺参数为 ： 本底真空度 ４０Ｘ１ ～ Ｐ 、 ． ０ ａ工作 真空度 １７Ｐ 、 ． ａ氩气流 量 ２ ｍ ／ 、 Ｏｃ ３ｓ工作 电压
ｈ ｍ，ａ ａｙ ｅ ｈ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇ ｆｃｏｓｗｈ ｎ ｐ ｅ ａ ｉｇ ａｕ ｎ ｌ ｔ ｅｆｌ ｉ ｎ ｚ ｓｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃｎ ａ ｔｒ ｅ ｒｐ ｒｎ ｍｉ ｕ ｆｍｓ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｗ ａ ｈ ｈｉ ｌ ｌ ｌ ｍ ｉ ｈ ｅ ｕ ｓ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｅ Ａ１ｔ ｎ ｌ ｈ ｉ ｍｓ ａ ｕ ｅ ａｕ ｎｕ ｆ ｍ ｔ ｖ ｒ ｎｅｇ ａｎ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔｄ ｓ ｕｔｒｎ ａａ ｔｒ ｏ ｐ ｅ ａ ｅ ｔｅ Ａ１ｔ ｉ ｆｌ ｅ ｐ ｒ ｌ ｍｉ ｍ ｌ ｗｉ ｅｙ ｆ ｒｉ ｒ ｉ ｈ ｉ ｅｒ ｓ ｅ ｐ ｔ ｉ ｇ ｐ ｒｍｅｅ ｓｔ ｒｐ ｒ ｎ ｌ ｅ ｈ ｈ
低真空获得与测量实验报告
低真空获得与测量实验报告实验目的：1.通过低真空条件下的蒸发作用探究液体的沸腾现象。
2.利用毛细铜管的特性测量液体的沸点。
实验器材：蒸发皿、玻璃板、毛细铜管、真空泵、气球、水银柱实验步骤：1.首先将蒸发皿和玻璃板清洗干净。
2.在蒸发皿中倒入适量的蒸馏水，并放置在玻璃板上。
3.将毛细铜管插入实验室气球中，并用夹子夹紧铜管的一侧。
4.将另一端的毛细铜管插入蒸发皿中，并用胶布固定。
5.打开真空泵的接口并连接到蒸发皿上，开启真空泵。
6.观察蒸发皿中的蒸馏水，并注意观察气球的形状。
7.关闭真空泵，观察气球的变化。
8.将水银柱插入真空泵的接口，将其与蒸发皿相连。
9.打开真空泵，观察水银柱的变化，并记录相应的高度。
实验结果：在实验的过程中，观察到以下现象：1.当开启真空泵时，蒸发皿中的蒸馏水开始出现沸腾现象，随着真空度的增加，沸腾现象更加明显。
2.在蒸发皿中的水开始沸腾后，观察到气球中的体积逐渐扩大，说明水在低压条件下蒸发产生的蒸汽进入了气球中。
3.当关闭真空泵时，观察到气球的体积逐渐缩小，说明气球中的蒸汽在高压条件下重新进入了蒸发皿。
根据实验结果可得出结论：1.在低真空条件下，水的沸点会降低，从而促使水发生沸腾。
2.在低真空条件下，水蒸气的压力较大，可以使水蒸汽进入气球中。
3.当真空度降低时，水蒸气的压力减小，使得气球中的蒸汽返回蒸发皿。
实验误差：1.实验过程中可能存在温度测量不准确的问题，对于液体的沸点测量会产生一定的误差。
2.实验过程中可能存在真空泄漏的问题，导致真空度不稳定，进而对实验结果产生干扰。
改进方案：1.使用更精确的温度计进行测量。
2.加强真空管路的密封，减少真空泄漏。
实验的意义：通过此实验，我们可以深入了解低真空条件下的蒸发现象，并通过毛细铜管测量液体的沸点。
这些知识对于研究液体的蒸发性质、沸腾现象等具有一定的实际应用价值。
同时，通过实验的设计和操作，也提高了我们对科学研究方法的理解和实践能力。
低真空的获得和测量实验报告
实验报告陈杨PB05210097 物理二班实验题目:低真空的获得和测量实验目的:1.本试验主要是了解最基本的真空系统的结构,尤其是低真空系统的结构。
2.了解低真空的获得设备机械泵以及热传导真空计,U型真空计,高频火花真空测定仪的原理和使用。
实验原理:可见实验预习报告.实验内容：1．观察不同真空度时放电现象，与U形管热偶计比较，对照:低压气体在高压电场中被电离而导电，井发生辉光放电现象，辉光的颜色、形状，亮度将随着气压的不同而改变.但由于放电现象与剩余气体的压强，成分等多种因素有关，所以观测需要凭经验，只能估计出真空度的数量级.上面的表中的现象和实验附加讲义中的现象基本符合,但有时候现象变化不明显,例如红色和粉红色差别有时不大.最明显的在10-1Torr时出现了明暗相间的条纹.高频火花真空检漏仪除用作真空检漏外，也可用来估计系统内真空度的数量级.2．由实验测得的相关数据如下：极限真空度：V1=2.5×10-2 Torr按照试验的操作顺序开关C1和C2气阀,开机械泵，然后10秒一次记录数据．用U形管测得的数据如下：用热偶真空计测得的数据如下：3.为了便于分析这些数据，数据由Origin分析得到图像：以下是用Origin得到的第二个用U形管图线性拟合的数据: [2007/4/5 16:51 "/Graph2" (2454195)]Linear Fit for Data1_A on linearized scales. yscale(Y) = A + B * xscale(X)where scale() is the current axis scale function. Parameter Value Error--------------------------------------------------- A 261.83399 2.38801 B -40.84361 0.52931--------------------------------------------------- R SD N P--------------------------------------------------- -0.99866 2.84872 18 <0.0001---------------------------------------------------由数据可以知道,直线的斜率为-40.84361,由于上图压强是x 轴,时间是y 轴，则-ln d p d t=-1/-40.84361=0.0245/s.3.定容法测机械泵的抽速设被抽空间的容积为V ，气体压强为P ，则所抽气体量可用PV 表示（注意气体的克分子数P V n R T=）.令机械泵的有效抽速为S,则单位时间内抽出的气体量Q=PS,此为抽气口的气体流量,同时此流量等于气体总量的减少率,即()d P V d tθ=-(6.1.1)由于V 是被抽容积，为恒量，故有d P P S Vd t=- （6.1.2）对上式积分，得0S VP P e-= (6.1.3)式中P 0是t=0时刻容器内气体的压强（6.1.4）式表示被抽空间的压强P 随时间t 的变化关系.注意d （lnP 0）=0，（6.1.4）式可写成(ln )d P S Vd t=- (6.1.4)实验时的容器的体积V=2L ，代入到(6.1.4)可得：抽速(ln )20.02450.0490/d P SVL sd t=-=⨯=误差分析：定容法测机械泵有效抽速的优点是，操作简单，只要求一个真空规，一个秒表和一个适当大小的容器即可.缺点是在抽速过大时，P －t 关系难测准.此外，使用的容器过小，将招致测量上的困难和实验结果的误差.而V 过大，则放气严重，在某一瞬间容器内的压强很不均匀，因此测量得到的数据往往误差较大.4.实验中的注意事项(1)操作玻璃真空系统时，必须谨慎.未设计好实验方案并经教员同意之前，切忌乱动.实验进行时,转动活塞要缓慢. (2) 观察放电现象时，不得触摸高压电源及有关部分，以免触电.(3) 机械泵停止工作后，必须放大气入机械泵.5.思考题1）放大气入系统时,放气要缓慢,为什么?怎样操作活塞? 答:放气慢是从两个方面来考虑的,一是放气太快,汞下降的也太快,测量时汞液面上升也会太快,影响测量的数据,还会出现偶尔的汞液面上跳的现象;二是上升太快可能会损坏仪器.操作活塞时,左手握住玻璃管,右手慢慢拧开活塞,一听见泄气的声音,就要慢慢来.2）机械泵停泵后，必须注意什么事项,为什么？答:机械泵工作时由电动机动力维持者抽气口和排气口的压强差，一旦停止工作，排气口的大气压将把真空泵油压到定子腔中，造成返油事故.因此，机械泵停止工作后必须使抽气口与大气相通，使泵的进气口和排气口气压平横.3）为什么在气压较低时（真空度较高）,要适当控制放电管,火花仪的使用次数及每次观察时间？答:因为在气压较低时,放电管和火花仪会电离空气,影响用热偶真空计测量的真空度的数据.所以要减少使用的次数及每次观察时间.。
低真空获得与测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低真空获得与测量实验报告篇一：真空获得和测量实验报告真空获得和测量实验报告物理11211180243徐旭东摘要：本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
就实验室常用的真空获得工具以及测量仪器进行实验介绍以及使用注意事项的介绍。
关键字：真空机械泵扩散泵热电偶真空计电离真空计引言：通常，我们说宇宙空间是没有空气的真空。
真空一词，字面意思就是“完全空”，“空无一物”，什么都没有。
但是，实地检测一下航天飞机轨道附近的空间，却发现那里仍然存在着稀薄的空气。
即使是真空包装袋和暖水瓶瓶胆夹层里面，也不是什么都没有。
我们无论采用什么办法，都无法使我们所说的真空真的是“没有一点空气”。
我们所说的真空，不过是“空气极其稀薄的空间”罢了。
一、实验原理1、真空度及真空区域的划分真空是指充有低于一个大气压压强的气体的给定空间。
即分子密度小于2.5×10分子数∕cm的给定空间。
真空度的国际单位是pa。
按照气体空间的物理特性常用真空泵和真空规的有效使用范围以及真空技术运用的特点，将真空定性地划分为五个区段：（1）粗真空：1.013×10∧5～1.333×10∧3pa;（2）低真空：1.333×10∧3～1.333×10∧-1pa;（3）高真空：1.333×10∧-1～1.333×10∧-6pa;（4）超高真空:1.333×10∧-6～1.333×10∧-10pa;（5）极高真空:＜1.333×10∧-10pa.2、低真空的获得获得低真空的常用的方法是机械泵。
机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵。
目前常用的是旋片式机械泵。
3、高真空的获得最早用来获得高真空的泵是扩散泵，扩散泵是靠油的蒸发－喷射－凝结重复循环来实现抽气的，由于射流具有高流速（约200m/s），高的蒸汽密度，且扩散泵油分子量大（300～500），故能有效的带走气体分子。
1 真空获得与真空测量 2 热蒸发法制备金属薄膜材料 3 磁控溅射法制备金属薄膜材料
物理学本科专业近代物理实验报告实验题目： 1 真空获得与真空测量2 热蒸发法制备金属薄膜材料3 磁控溅射法制备金属薄膜材料班级：07物本（2）班学号：2007050219学生姓名：丘宝林实验教师：吕晶2010-2011学年第1学期实验1 真空获得与真空测量实验时间：2010.10.10 实验地点：福煤实验楼D405 指导老师：吕晶老师【摘要】真空的获得与测量是近代物理实验中的一个有关真空技术的基础性实验，通过本实验可以了解真空物理的基础知识，熟练真空过程和操作，了解各种真空设备和仪表的工作原理和使用。
【关键字】真空获得；测量；技术；真空设备0 引言“真空”泛指低于一个大气压的气体状态，在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态统称为真空。
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
真空度越高，气体压强越低，气体分子越稀少。
根据压强值的不同，大致可分为五个区域：粗真空（760~10托），低真空（10~10-3托），高真空（10-3~10-8托），超高真空（10-8~10-12托），极高真空（小于10-12托）。
在真空中，气体分子密度低，在某些情况下，真空可以近似地看作没有气体“污染”的空间。
超高真空可以提供一个“原子清洁”的固体表面，可有足够的时间对表面进行实验研究。
无论在表面结构、表面组分及表面能态等基本研究方面，还是在催化‘腐蚀等应用研究方面都取得长足的发展。
真空技术在科学实验工业生产和近代尖端科学技术中都有广泛的应用，比如，薄膜技术、电真空技术、高能粒子加速器、表面科学、大规模集成电路制造、空间技术和材料制备等领域都离不开真空技术。
1 实验目的①了解真空技术的基本知识；②掌握高真空的获得和测量的基本原理及方法；③了解各种真空设备和仪表的工作原理和使用。
2 实验设备JCP-350磁控溅射/真空镀膜机（机械泵、扩散泵、ZDF-5227B 真空计）3 实验原理3.1 真空获得目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。
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低真空的获得测量与用直流溅
实验报告
射法制备金属薄膜
一、实验目的与实验仪器
实验目的
1) 学习真空基本知识和真空的获得与测量技术基础知识。
2) 学习用直流溅射法制备薄膜的原理和方法。
3) 实际操作套真空镀膜装置，使用真空泵和真空测量装置，研究该真空系统的抽气特性。
4) 用直流溅射法制备系列不同厚度的金属薄膜，为实验研究金属薄膜厚度对其电用率影响制备样品。
实验仪器
SBC-12小型直流溅射仪(配有银靶)、机械泵、氩气瓶、超声波清洗器、玻璃衬底(长20mm、宽15mm、厚1mm) 等。
二、实验原理
（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）
实验原理
“溅射”是指具有足够高能量的粒子(荷能粒子)轰击固体(称为靶材)表面，使固体表面的原子(或分子)从表面射出的现象。
这此从固体表面射出的粒子大多呈原子状态，通常称为被溅射原子。
常用的轰击靶材的荷能粒子为惰性气体离子(如氩离子)和其快速中性粒子，它们又被称为溅射粒子。
溅射粒子轰击靶材，使靶材表面的原子离开靶材表面成为被溅射原子，这些被溅射出来的原子带有定的动能，会沿着一定的方向射向衬底，沉积到衬底上就形成了薄膜，所以这种制备薄膜的方法被称为溅射法。
溅射法又可以细分为直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法和反应溅射法。
金属银具有较强的化学惰性，在空气中不氧化。
采用银靶，可以在较低真空度下进行直流溅射而获得银金属薄膜，只需用机械真空泵提供1 ~2Pa的真空度即可，这样真空系统就大大简化了。
本实验采用SBC-12小型直流溅射仪。
整个系统由真空系统和直流溅射镀膜系统组成。
真空系统由一个直联旋片机械真空泵(2L/s)和一个带石英观察窗的金属圆筒真空室
组成，金属圆筒与基座和顶盖间用橡胶圈密封。
系统真空度由皮拉尼真空规和真空度显示仪表给出。
溅射电压为2480V。
镀膜时间用定时器控制，范围为10~110s。
三、实验步骤
（要求与提示：限400字以内）
实验步骤
1) 银靶装在镀膜室顶盖上。
把银靶到工作台的距离调至40mm。
将氩气瓶阀门打开。
2) 将玻璃衬底放人盛有无水乙醇的烧杯中，再将烧杯放人超声波清洗器中清洗 3 ~5min。
取出玻璃衬底，用吹风机彻底供千玻璃衬底，然后放在镀膜室工作台中心位置，盖上镀膜室顶盖。
3) 打开“电源”开关，机械泵开始对镀膜室抽真空，从真空表上观测镀膜室的真空度。
当真空度上升至20Pa时，溅射单元的“准备”灯亮，当真空度到达极限真空时，打开氩气充气阀“针阀”，向镀膜室中充人氩气，使镀膜室的气压较充气前增加1 ~2Pa。
4) 设定好“定时器”的时间。
5) 按下“试验”按钮，观察溅射电流大小，通过调节“针阀”使“溅射电流表”中显示的电流为5mA，立即松开“试验”按钮；然后，按下“启动”按钮，银薄膜沉积开始。
这时，可以看见镀膜室内发出蓝色的辉光。
6) 继续重复5)中所述内容，直到达到所需要的沉积时间，最终完成薄膜的制备。
7) 等待几分钟，然后关闭氩气控制阀“针阀”，关上“电源”开关，开启镀膜室顶盖上的“放气阀”，给镀膜室放人空气。
镀膜室回到大气压下后，打开镀膜室上盖，取出薄膜样品。
8)通过上述2) ~7)的操作，分别制备出沉积时间为4min、8min的银薄膜样品，并将样品制备条件记录到表中。
四、数据处理
（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）
银靶到工作台的距离：40mm 预真空：4Pa
五、分析讨论
（提示：分析讨论不少于400字）
1）观察沉积时间分别为4min和8min的镀膜可知，沉积时间为8min的镀膜比沉积时间为4min的镀膜厚。
2）实验所用镀膜系统的抽气是为了使真空室的压强维持在一个稳定的值，从而使镀膜更加稳定，所镀的银膜会更加平整的铺在玻璃片上。
3）本实验所用溅射镀膜系统的极限真空是3Pa。
4）之所以不同厚度的银膜有不同的颜色，是因为光在薄膜表面发生了薄膜干涉，膜的厚度不同时，光程差就不同，所以干涉后有一部分光被抵消减弱。
5）自然光照射到不同厚度的银膜上后，反射光为白色，透色光为黄色。
六、实验结论
通过实验现象的分析可得，沉积时间越长，镀膜厚度越大。
七、原始数据
（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可。