③ 高通量实验 材料科学与工程学院 21 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 高通量实验 21
溅射法薄膜制备原理 溅射原理 ■真空中充入的氩气 靶：待镀材料 在电场下产生气体放电 (等离子体) 阴极（钯》 ■高能Ar+轰击靶材 基板：被镀物 氩等离子体 (阴极)，使其表面原 件 子剥离并淀积到对面阳 硅片 极（硅片）表面 阳极 其空腔室 气压范围：1~100 mTorr 简单的直流溅射系统示意图 22 School ot Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 溅射法薄膜制备原理 22 靶：待镀材料 基板：被镀物 件
③ Hanak多样品理念 SUBSTRATE SPUTTERED FILM SPUTTERED FILM TARGET #########9 ELECTRICAL CONTACTS 二元 一维分布 Binary 1D distribution Y-AXIS SUBSTRATE X-AXI的 三元 TERED SUBSTRATE 二维分布 Tenary 20 实用效果： 2D distribution ·进行5个月超导材料研究 ·配以快速低温电阻测试装置 TARGET •在二元系统中提高实验效率30倍 J.J.Hanak,J.Mater.Sci.1970,5,964-971. •在三元系统中提高实验效率750倍 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 二元 一维分布 三元 二维分布 实用效果： •进行5个月超导材料研究 •配以快速低温电阻测试装置 •在二元系统中提高实验效率30倍 •在三元系统中提高实验效率750倍 Hanak 多样品理念 Binary 1D distribution Tenary 2D distribution J. J. Hanak, J. Mater. Sci. 1970, 5, 964–971
高通量组合材料实验的起源 计算机数据处理， 通过一次实验合 简单、快速、无 采用扫描式、自 以表格、图形、 成完整的多组分 损、全面的成分 动化、快速的、 函数等形式输出 材料体系 结构分析 材料性能测试 J.J.Hanak,J.Mater.Sci.1970,5,964-971. 数据采集设备 高通量组合材料实验的基本元素： ◇组合合成制备：对多元目标材料体系进行系统设计，在一次实验中完 成制备，实验条件具有系统性、一致性 ◇快速分析测试："Analyze in a day what is made in a day(一天制 备的样品应在一天内完成分粉”，否则就成为瓶颈 ◇数据处理输出：充分利用计算机技术的数据敔处理功能 材料科学与工程学院 24 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering J. J. Hanak, J. Mater. Sci. 1970, 5, 964–971. 通过一次实验合 成完整的多组分 材料体系 简单、快速、无 损、全面的成分 结构分析 采用扫描式、自 动化、快速的、 材料性能测试 计算机数据处理， 以表格、图形、 函数等形式输出 数据采集设备 高通量组合材料实验的基本元素： 组合合成制备：对多元目标材料体系进行系统设计，在一次实验中完 成制备，实验条件具有系统性、一致性 快速分析测试： “Analyze in a day what is made in a day (一天制 备的样品应在一天内完成分析)”，否则就成为瓶颈 数据处理输出：充分利用计算机技术的数据处理功能 24 高通量组合材料实验的起源
共沉积法获得连续成分分布 特点： 成分连续分布，与厚度无关 一分布线性与否视沉积源而定 充分混合 成分分辨率可达到0.1-1at% 无需使用模板 Intermolecular's co- sputtering chamber 靶A 靶B 2 3 Electron -Evaporating Pd D◆0m 基片 Co-sputtering Co-evaporation School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering • 特点： – 成分连续分布，与厚度无关 – 分布线性与否视沉积源而定 – 充分混合 – 成分分辨率可达到0.1-1 at% – 无需使用模板 共沉积法获得连续成分分布 Intermolecular’s cosputtering chamber Co-sputtering Co-evaporation 25 基片