外表分析技术是人们为了获取外表的物理、化学等方面的信息而采用的一些实验方法和手段。;一般地说,它是利用一种探测束——如电子束、离子束、光子束、中性粒子束等,有时还加上电场、磁场、热等的作用,来探测材料的形貌、化学组成、原子结构、原子状态、电子状态等方面的信息。;探测粒子;探测粒子;探测粒子;探测粒子;局部外表分析设备的分析范围;;为了使被研究的样品不被周围气氛所污染,获取“原子清洁〞的外表,外表分析过程往往是在真空或超高真空中进行的。目前,人们所广泛使用的很多外表分析设备都具有真空系统。
薄膜制备设备往往涉及真空系统。;真空:低于一个大气压的气体状态。
1643年,意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)
首创著名的大气压实验,获得真空。
自然真空:气压随海拔高度增加而减小,存在于宇
宙空间。
人为真空:用真空泵抽掉容器中的气体。;真空量度单位
1标准大气压=760mmHg=760(Torr)
1标准大气压=1.013x105Pa
1Torr=133.3Pa
;真空单位
Atmospheres(atm):
Scalerelativetoouratmosphericpressureas1atm
Pascal(Pa):
SIunitequaltoN/m2
mBar:
Equalto1x10-8Pa.
TorrormmHg:
Mostcommonlyusedpressureunit,basedonmercuryvacuumgauges.;真空区域的划分
目前尚无统一规定,常见的划分为:
粗真空
低真空
高真空
超高真空
极高真空;真空的划分;真空技术的应用
电子技术、航空航天技术、加速器、外表物理、微电子、材料科学、医学、化工、工农业生产、日常生活等各个领域。;真空的意义
;真空的意义
;DegreeofVacuum;真空的获得
;真空获得—真空泵;真空泵的分类;真空泵的主要参数;极限压强(极限真空)
最高工作压强
工作压强范围〔〕泵能正常工作的压强范围
几种常用真空泵的工作压强范围
旋片机械泵
吸附泵
扩散泵
涡轮分子泵
溅射离子泵
低温泵;几种常用真空泵的工作原理
1.旋片机械泵;真空技术原理;旋片式机械泵;2.油扩散泵;3.涡轮分子泵;真空技术原理;真空技术原理;真空技术原理;真空的获得涡轮分子泵
;真空的获得溅射离子泵
;真空的获得溅射离子泵
;真空的获得钛升华泵
;真空的获得真空中所适用的材料
;真空的获得
;MaterialstobeAvoided(highvaporpressures)
Zn,Cd:especiallybecarefuloffasteners,bolts
Brass
Certainsolders
Anytypeofgreaseoroils
;真空的获得
;真空的获得
;真空的获得
;真空的测量—真空计
1.绝对真空计;2.相对真空计;真空的测量
;真空的测量
;2.2热阴极电离真空计〔电离规〕
原理:电子与气体分子碰撞引起分子电离,形成电子和正离,电子最终被加速极收集,正离子被收集极接收形成离子流:
I+=kIep=cp
其中,k称为电离计的灵敏度,是单位电子电流、单位压强下的离子流。
测量范围:1.33×10-1~1.33×10-5Pa
测量下限:高速电子打到加速极G→G产生软x射线→软x射线射向收集极c→收集极c产生光电发射→产生电子流Ix→Ix与I+方向相反,与压强无关。;电离计线路图;理论解释:
当p较高时,kx/pk,此时
当p很低时,kx/pk,此时
与压强无关;2.3B—A真空计(超高真空热阴极电离计);真空的测量
;真空的测量质谱仪
;;真空的测量
;真空镀膜;真空系统(DM—300镀膜机);蒸发系统;Ultrahighvacuumscanningelectronmicroscopewith
micro-probeR