Kỹ thuật phủ quay (spin coating)

3/

3.2.4 Kỹ thuật phủ quay (spin coating)

Trong kỹ thuật phủ này, thì lớp chất mang sẽ quay quanh trục thẳng đứng. Kỹ thuật phủ quay bề mặt càng đƣợc hồn thiện và phát triển cho quá trình phủ các lớp thủy tinh (vơ định hình) trong các cơng nghê điện tử vi cấu trúc và các chất mang cĩ hình dạng đối xứng nhƣ thấu kính quang, kính mắt.

38

Hình 3.9 – Kỹ thuật phủ quay [http://materials.web.psi.ch]

Khi sử dụng phƣơng pháp này, độ dày lớp phủ đạt đƣợc từ vài trăm nm đến 10m. Thậm chí, với 1 bề mặt chất mang khơng phẳng thì lớp phủ cũng sẽ rất đồng đều. Chất lƣợng lớp phủ sẽ phụ thuộc vào tốc độ lƣu biến học của chất lỏng phủ, điều này đƣợc đề cập trong cơng thức Newtonian [16]. Một thơng số quan trọng khác là hằng số Reynold của khơng khí xung quanh. Nếu tốc độ quay đƣợc cố định trong dãy thì sự ma sát của khơng khí sẽ làm tăng hằng số Reynold, ảnh hƣởng đến chất lƣợng của sản phẩm.

Độ dày của lớp phủ cũng sẽ phụ thuộc vào kỹ thuật phủ và các thơng số của vật liệu nhƣ vận tốc gĩc, độ nhớt, vận tốc bay hơi của dung mơi… theo cơng

thức[Meyerhofer, 1978]: 0 0 1 3 2 3 . 1 . 2 . A f A A m h                   

Trong đĩ: A – khối lƣợng riêng của chất lỏng bay hơi

Ao – khối lƣợng riêng ban đầu của chất lỏng bay hơi  – độ nhớt chất lỏng

 – vận tốc gĩc

m – vận tốc bay hơi dung mơi

c0 – nồng độ chất rắng trong dung dịch. h – độ dày cuối cùng của lớp phủ.

m đƣợc xác định nhƣ là một hệ số kinh nghiệm, khi đĩ cơng thức đƣợc sử dụng ở dạng đơn giản nhƣ sau:

. B

f

39

Trong đĩ, A và B là 2 hệ số kinh nghiệm. Lai [1979], Chen [1983] và Weill

[1986] độc lập nghiên cứu và đƣa ra kết quả cho thấy độ dày lớp phim đạt đƣợc phụ

thuộc việc sử dụng phƣơng pháp quay với những vận tốc gĩc quay khác nhau và kết quả của họ phù hợp với cơng thức của hf. B đƣợc xác định cĩ giá trị từ 0,4 đến 0,7 tƣơng ứng với lũy thừa 0,67 của  ở cơng thức của Mayerhofer.