Trên hình 2.1 là thiết bị bốc bay nhiệt VHY được lắp đặt tại phòng Vật liệu và linh kiện năng lượng cao, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Bốc bay chân không sử dụng nguồn nhiệt trực tiếp nhờ thuyền điện trở còn gọi là bốc bay nhiệt. Thuyền điện trở thường dùng là các lá volfram, tantan, molipden hoặc dây xoắn thành giỏ. Chúng là
21
Hình 2.1:Hệ bốc bay nhiệt VHD
những kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao và bền trong chân không, nhất là chân không siêu cao. Vật liệu cần bốc bay (vật liệu gốc) được đặt trực tiếp lên thuyền trong buồng hút chân không đến áp suất từ 10-3 đến 10-12 Torr. Khi có dòng điện chạy qua, thuyền được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao bằng hoặc hơn nhiệt độ hóa hơi của vật liệu gốc thì các phần tử hóa
hơi sẽ bay ra và lắng đọng trên đế. Đây là phương pháp thuận tiện, có nhiều ưu điểm để chế tạo các màng mỏng kim loại đơn chất như nhôm, bạc, vàng. Để bốc bay màng mỏng hợp chất nhiều thành phần phương pháp này ít được sử dụng vì một số nhược điểm chính sau đây: nó dễ xảy ra sự “hợp kim hóa” giữa thuyền và vật liệu gốc, trong chân không sự hóa hơi của các vật liệu phụ thuộc vào nhiệt hóa hơi riêng của từng chất cho nên màng nhận được có chất lượng không cao về hợp thức hóa học. Trong phương pháp này có sự tiếp xúc trực tiếp giữa vật liệu nguồn và vật liệu thuyền ở nhiệt độ cao nên dễ hình thành dạng hợp kim của các vật liệu này làm ảnh hưởng tới độ tinh khiết của màng. Mặt khác nhiệt độ nóng chảy của các thuyền điện trở thường không cao (nhỏ hơn 1800 C), cho nên với các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy và hóa hơi lớn hơn thì phương pháp này không thực hiện được. Thông thường phương pháp bốc bay nhiệt được dùng để chế tạo các điện cực kim loại, các màng mỏng đơn chất. Để chế tạo các màng mỏng của các vật liệu hợp chất
22
Hình 2.2. Nhiễu xạ kế tia X (Simens D5000)
hoặc nhiều thành phần thì phương pháp này gặp nhiều khó khăn trong việc đảm bảo hợp thức hóa học cho mỗi thành phần có nhiệt độ hóa hơi khác nhau.