Конструкції випарників

Найбільш поширені нагрівники, в яких розпилення відбувається при проходженні електричного струму. Вони різні по формі і розмірах.

Форми випарника залежать від того, що потрібно випаровувати. Якщо ми випаровуємо який-небудь елемент, то необхідно добиватися, щоб він у рідкому стані змочував випаровувач. Це дає можливість застосувати випарники а-д типу, які мають прості конструкції. Для цього розглянемо діаграму 1. При використанні цих випаровувачів матеріал потрібно підбирати так:

− щоб можна було знехтувати його власних парів при відповідних температурах;

− щоб була добра змочуваність;

− щоб не мала місце хімічна взаємодія між спіраллю і металом, який випаровується.

Найкраще використовувати при випаровуванні металу випарники з наступних речовин:

Al – W, Ta, Mo, Nb

Sb – Tu,W, хромисте залізо

Ba – W, Ta.

Підкладки

Для структурних досліджень найкраще використовувати підкладки, які легко розчиняються у воді, спирті, ацетоні або іншому нешкідливому розчиннику. Структура підкладки суттєво впливає на процеси зародження і ріст конденсату. За структурними ознаками всі підкладки поділяють на аморфні (цапонлак, колодій, скло, плавлений кварц), полікристалічні (всі метали напилені на скляну підкладку солі) та монокристалічні. Монокристалічні підкладки використовуються здебільшого для одержання епітаксіальних плівок.

Можна використовувати монокристали речовин, які випаровуються (гомоепітаксія), і монокристали іншого хімічного складу (гетероепітаксія).

Величина кристалітів і структура конденсату визначається також

температурою підкладки. При низьких температурах розмір критичних зародків може бути дуже малим, із збільшенням температури підкладки зростає величина кристалітів. При конденсації на монокристалічні підкладки існує температура, при якій починається епітаксіальний ріст плівки (температура епітаксії). Із підвищенням температури підкладки зменшується коефіцієнт акомодації. Температура, при якій коефіцієнт акомодації дорівнює нулю, називається критичною температурою.

Залежно від температури підкладки розрізняють три механізми конденсації. Якщо температура підкладки перебуває в межах T 3 ≥ T n ≥2/3T s (T s – температура плавлення), то конденсат формується за механізмом пара-рідина-кристал, при:

– пара-кристал і при: T n ≤1/3T s – пара-аморфний стан-кристал.

Суттєвий вплив на процеси зародження і росту має чистота і рельєф підкладки. Підкладки повинні бути гладкими і чистими. Є різні методи очищення підкладок, але вони, як правило, розроблені тільки для певного сорту підкладок (із ситалу, скла, слюди тощо). Якщо як підкладку використовують монокристали, що мають площини спаяності, то сколи монокристалів потрібно робити перед вміщенням їх у вакуумну камеру або безпосередньо в процесі напилення.

Одержання плівок для структурних досліджень

Для структурних досліджень використовують u1082 колодієві або цапонлакові підкладки, які виготовляються таким чином: на поверхню дистильованої води наноситься крапля колодію чи цапонлаку і через деякий час на поверхні води утворюється тонка прозора плівка, яку підхоплюють на кільця з тонких мідних дротинок або на мідну густу сітку. Після того як плівка висохла, її можна використовувати як підкладку.

Для одержання плівок при високих температурах найкраще використовувати підкладки-монокристали лужногалоїдних сполук (NaCl, KCl, KBr) або попередньо напилені на скло полікристалічні шари NaBr. Ці підкладки легко розчиняються у воді, а плівка підхоплюється на мідну густу сітку.

Структурні дослідження проводяться на зразках товщиною 10-70нм. Здебільшого при таких товщинах маємо суцільну сітку. При дослідженні процесів зародження інтерес становлять плівки товщиною в декілька десятків ангстрем, так звані острівкові. Для надання такій плівці механічної стійкості на неї термічним випаровуванням наносять тонкий шар кварцу або вугілля.