tong quan_mang_co_Nhu

GVHD: Lê Văn Hiếu HV: Trịnh Thị Quỳnh Như Phùng Văn Hưng Phan Trung Vĩnh Lê Duy Nhật NỘI DUNG Tổng quan • Giới thiệu màng mỏng • Tính chất học màng • Tình hình nghiên cứu chế tạo Các phương pháp tạo màng Các phương pháp đo tính chất màng Khả năng, lĩnh vực ứng dụng màng Màng mỏng gì? Màng mỏng hay nhiều lớp vật liệu chế tạo cho chiều dày nhỏ nhiều so với chiều lại (chiều rộng chiều dài) Khái niệm "mỏng" màng mỏng đa dạng, từ vài lớp nguyên tử, đến vài nanomet, hay hàng micromet Khi chiều dày màng mỏng đủ nhỏ so với quãng đường tự trung bình điện tử chiều dài tương tác tính chất màng mỏng hồn tồn thay đổi so với tính chất vật liệu khối SHG Ảnh chụp cắt ngang màng mỏng đa lớp Si/SiO2/Cu/IrMn/CoFeB/MgO/CoFeB/Ta/Cu/Au Cơng dụng màng mỏng  Mạch tích hợp vi điện tử  Ống dẫn sóng  Hệ thống lưu trữ thơng tin  Lớp chống mài mịn  Lớp chống ăn mòn … Điều Phânkiện loại hợp màngpha mỏng Loại tính chất màng mỏng Quang học Điện Ví dụ ứng dụng điển hình Lớp phản xạ hay chống phản xạ Màng lọc giao thoa Trang trí (màu sắc, sáng bóng) Đĩa nhớ (CDs) Ống dẫn sóng Cách điện Dẫn điện Linh kiện bán dẫn Linh kiện áp điện Từ Đĩa nhớ Hóa Lớp ngăn khuếch tán Lớp chống Oxy hố ăn mịn Cảm biến khí/ lỏng Cơ Lớp chống mài mịn Cứng, bám dính Nhiệt Lớp ngăn Lớp toả nhiệt Các kỹ thuật chế tạo màng mỏng Kỹ thuật mạ điện Kỹ thuật phun tĩnh điện Bay bốc nhiệt chân không Phún xạ catốt Epitaxy chùm phân tử Lắng đọng hóa học (CVD) Lắng đọng chùm laser Phương pháp sol-gel Tính chất học màng mỏng Các áp lực lên màng Tăng tính học màng Tính chất học màng mỏng Biến dạng học gặp Bong tróc Rạn nứt Tính chất học màng mỏng Biến dạng học gặp Đứt gãy Sự chuyển điện tích Màng cứng Màng cứng màng có độ cứng cao, có ma sát thấp, bị mài mịn ≤ Các màng thường ứng dụng thiết bị cần độ cứng cao khoan cắt phủ lên chi tiết kim loại nhằm tăng tuổi thọ chúng Vật liệu Độ cứng (kg.mm-2) Suất Young (kN.mm-2) 2000 ≤ 3680 2900 ≤ 4000 3370 1500 2900 1500 ≤ 4500 1400 2400 1000 1100 4700 1300 ≤ 3900 1600 ≤ 2700 2100 2100 2600 4000 3000 ≤-5000 3000 -4000 9000 440 450 480 460 430 510 480 580 400 400 460 695 400 480 660 440 440-590 Khối: Màng TiN TiC TiB2 VN VC ZrN NbN NbC TaN CrN Cr3C2 HfN HfC WC Al2O3 SiC BN B4C Kim cương Tỉ số Poison 0.25 0.19 0.25 0.22 0.18 0.185 0.23 Hệ số dãn nở nhiệt (10-6K) 9.35 7.4 8.0 8.1 7.2 10.1 6.6 3.6 2.3 10.3 6.9 6.6 4.3 9.0 5.3 4.5-5.6 0.8 Nhiệt độ nóng chảy hay phân hủy (0C) 2949 3067 2177 2648 2982 2204 3600 3093 1500 1810 3387 3928 2776 2300 Một số loại màng TiN - màng có độ bền học, hóa học lẫn nhiệt học cao có tính chất quang điện giống màng kim lọai Au Màng TiN thường phủ lên dụng cụ cắt gọt, mũi khoan chi tiết máy móc chịu ma sát ZrN lớp màng phủ cứng, cứng TiN, chúng giống tự nhiên Nó sử dụng cơng cụ cắt, TiN, q trình lắng đọng đắt tiền Tuy nhiên, với mục đích trang trí sử dụng nhiều TiN, có màu giống vàng hơn, chống ăn mòn tốt Bằng cách thêm Carbon, tạo màu đồng Màng Carbon 60: cứng gấp lần kim cương, dùng tản nhiệt máy tính thiết bị điện tử, có khả dẫn dịng điện cực lớn nên phủ bên máy bay để tránh sét, bảo vệ mạch điện tử máy bay tránh nhiễu loạn điện từ, chắn tín hiệu rađa dùng máy bay quân Carbon 60 Debye-Scherrer ing obtained from a TiN thin film using a 2D detector Tài liệu tham khảo [1] Milton Ohring (1992), The material science of thin films [2] William D Nix (2005), Mechanical Properties of Thin Films [3] JOHN A VENABLES (2003), Introduction to Surface and Thin Film [4] Trần Tuấn (2001), NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG TiN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ PHẢN ỨNG MAGNETRON DC, tạp chí phát triển Khoa học Cơng nghệ, số 10 -2008