5
O
OH
4NiOOH + H2O +
4Ni(OH)2 +
O
(1.13)
1.2.. C c phƣơng ph p ch tạo màng m ng kim oại
Hiện nay có nhiều phương pháp chế tạo màng mỏng nhưng tùy vào từng tính
chất, ứng dụng, điều kiện sẵn có mà ta sử dụng phương pháp cho phù hợp.
1.2.1. Phương pháp phún xạ [2]
Sơ đồ mô tả cơ chế phún xạ do va chạm được trình bày trên hình 1.1a,
trong
đó ion có năng lượng đủ lớn bắn phá bề mặt của bia phún xạ. Sự va chạm mạnh
giữa ion và nguyên tử của bia khiến nguyên tử có thể thoát ra khỏi bề mặt bia. Các
nguyên tử thoát khỏi bia tạo ra dòng hơi. Một phần dòng hơi này sẽ lắng đọng lên
đế tạo thành màng mỏng. Trong phún xạ cao áp một chiều, ion bắn ra từ plasma
khối, mà trạng thái plasma này được hình thành bởi nguồn cao áp một chiều (hình
1.1b).
Hình 1.1. Phương pháp phún xạ:
a) Cơ chế phún xạ va chạm.
b) Phân bố điện thế trong phún xạ cao áp một chiều.
c) Quá trình trao đổi điện tích trong vỏ catốt plasma.
6
Ion được nhận thêm năng lượng khi nó chuyển động trong lớp vỏ catốt vùng
điện tích không gian ngăn cách bia (catốt phún xạ) với khối plasma (anốt trong
phún xạ trên hình 1.1 c ng chính là đế). Động năng của ion bắn vào bia quyết định
hiệu suất bắn phá - số nguyên tử thoát ra khỏi bia trên một ion bắn phá (ion tới). Giá
trị động năng lớn nhất của một ion có được phụ thuộc vào điện thế rơi trên catốt, mà
trong kỹ thuật phóng điện phún xạ điện thế này còn lớn hơn cả điện áp một chiều do
nguồn cao áp cung cấp (điều này được minh họa trên hình 1.1b).
Trong thực tế, động năng của các ion va chạm bị giảm bởi quá trình tương
tác trao đổi điện tích giữa ion và nguyên tử ở trong lớp vỏ catốt (hình 1.1c). Khi
chuyển động va chạm, ion có thể bị trung hòa điện tích. Do đó, nó chỉ còn lại một
phần động năng lớn nhất mà nó có được lúc đầu. Thế nhưng, tương tác trao đổi điện
tích ấy lại dẫn đến một ion mới được hình thành, ion này được gia tốc hướng về
catốt. Kết quả cuối cùng là, trong tương tác trao đổi điện tích thì năng lượng bắn
phá của một hạt giảm đi, còn tổng số hạt bắn phá lại tăng lên (chúng ta dùng từ
“hạt” để chỉ khái niệm chung cho cả ion và nguyên tử). Hình 1.1c mô tả hiện tượng
này: một ion đi vào vỏ catốt đã chuyển thành ba hạt bắn phá, tức là một ion và hai
hạt trung tính. Trong trường hợp này mỗi một hạt sẽ bắn phá catốt với một động
năng bằng khoảng 1/3 giá trị động năng lớn nhất ban đầu.
Chia sẻ với bạn bè của bạn: