ऑप्टिकल पतली फिल्म तैयारी संबंधित प्रौद्योगिकी - वैक्यूम प्रौद्योगिकी

ऑप्टिकल पतली फिल्म तैयारी संबंधित प्रौद्योगिकी - वैक्यूम प्रौद्योगिकी

वैक्यूम ऑप्टिकल पतली फिल्मों की तैयारी का आधार है। वर्तमान में, अधिकांश पतली फिल्में वैक्यूम स्थितियों के तहत तैयार की जाती हैं। यह पेपर संक्षेप में ऑप्टिकल पतली फिल्म की तैयारी से संबंधित बुनियादी वैक्यूम ज्ञान का परिचय देता है।

1. निर्वात की खोज

1641 में, एक इतालवी गणितज्ञ टोरीसेली ने एक छोर पर पारा के साथ एक लंबी ग्लास ट्यूब भरी, फिर धीरे-धीरे इसे पारा से भरे कंटेनर में उलट दिया। ट्यूब के अंदर पारा स्तंभ की अधिकतम ऊंचाई 76 सेंटीमीटर थी। यदि पारे को पानी से बदल दिया जाता है, तो स्तंभ की अधिकतम ऊंचाई 10.3 मीटर है।

2. निर्वात की परिभाषा और इकाई

एक निर्वात एक वायुमंडलीय दबाव से कम स्थान पर गैस की एक अवस्था है। वैक्यूम को आमतौर पर वैक्यूम द्वारा दर्शाया जाता है, और वैक्यूम को दबाव (बल प्रति यूनिट क्षेत्र) द्वारा मापा जाता है। दबाव की कानूनी माप इकाई पास्कल (पास्कल) है, जो मीटर प्रति सेकंड प्रति किलोग्राम की एक इकाई है। यह इकाइयों (एसआई), या पा की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली है, जिसे वर्तमान में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अनुशंसित किया जाता है। वर्तमान में, व्यावहारिक इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी में अभी भी कई पुरानी इकाइयां उपयोग में हैं। कई पुरानी इकाइयों और PASCAL के बीच रूपांतरण संबंध इस प्रकार है:

(1) मानक वातावरण (ATM):
1 एटीएम = 1.01325 х 105 पा = 760 टोर।
(२) तोर:
1 एटीएम टोर = 1/760 = 133.3 पा।
(3) बार:
1 बार = 1 एटीएम = 1000 mbar
(४) मबर:
1 mbar = 7.5 х 10-1 Torr = 100 पा।

3. पतली फिल्म चढ़ाना में वैक्यूम की भूमिका

हर समय, गैस अणु अनियमित थर्मल गति में होते हैं, और वे लगातार एक दूसरे के साथ-साथ कंटेनर की दीवार के साथ टकरा रहे हैं। सामान्य परिस्थितियों में, गैस घनत्व के अणु लगभग 3 9 1019 / घन सेंटीमीटर होते हैं, प्रत्येक वायु अणु प्रति सेकंड 1010 बार। गैस के अणु एक सीधी रेखा में नहीं, बल्कि एक टूटी हुई रेखा में चलते हैं जो टकराते ही दिशा बदल देती है। यदि फिल्म को ऐसे वातावरण में लेपित किया जाता है, तो वाष्पीकरण करने वाले कण अन्य अणुओं के साथ अक्सर टकराएंगे और लगातार दिशा बदलेंगे, जिससे अन्य अणुओं के साथ प्रतिक्रिया की संभावना बढ़ जाएगी, और वाष्पीकरण दर और फिल्म की मोटाई को नियंत्रित नहीं किया जाएगा। इन नुकसानों से बचने के लिए, हमें इसे शून्य में करने की आवश्यकता है।

निर्वात क्षेत्र का विभाजन। चर्चा और व्यावहारिक अनुप्रयोग की सुविधा के लिए, वैक्यूम को अक्सर चार क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है: मोटे वैक्यूम (> 103Pa), कम वैक्यूम (103 ~ 10-1pa), उच्च वैक्यूम (10-1 ~ 10-6pa) और अल्ट्रा-हाई वैक्यूम (<> मोटे निर्वात का गैस स्थान वायुमंडलीय अवस्था से अनुमानित है, और अणुओं की ऊष्मीय गति मुख्य विशेषता है, और गैस की विशेषताएं मुख्य रूप से गैस के अणुओं के बीच टकराव हैं। कम वैक्यूम गैस अणुओं का प्रवाह धीरे-धीरे चिपचिपा प्रवाह राज्य से आणविक प्रवाह राज्य में स्थानांतरित होता है। उच्च वैक्यूम में गैस का प्रवाह आणविक प्रवाह होता है, जो गैस के अणुओं और पोत की दीवार के बीच टकराव पर हावी होता है, और टक्कर की आवृत्ति बहुत कम हो जाती है। उच्च वैक्यूम में वाष्पीकृत सामग्री एक सीधी रेखा में उड़ जाएगी।

।

वैक्यूम डिग्री गैस अणुओं के थर्मल मोशन की स्थूल अभिव्यक्ति है, और एक अन्य सूक्ष्म पैरामीटर "फ्री पथ" है: गैस अणुओं के दो आसन्न टकरावों के बीच की दूरी, जिसका सांख्यिकीय औसत "औसत मुक्त पथ" कहा जाता है।

N0 वाष्पीकृत कणों की यात्रा दूरी d निर्धारित करें, और अवशिष्ट गैस से प्रभावित नहीं होने वाले कणों की संख्या है:

एनडी = एन 0 डी-डी / एल (1)
अणुओं का प्रतिशत टकराया:

f = 1-nd / N0 = 1-ed / l (2)

समीकरण (2) के अनुसार, जब औसत मुक्त पथ वाष्पीकरण स्रोत से आधार की दूरी के बराबर होता है, तो 63% वाष्पित कणों से टकराते हैं। यदि औसत मुक्त पथ 10 के कारक से बढ़ता है, तो टकराने वाले कणों की संख्या घटकर 9% हो जाती है। यह देखा जा सकता है कि टकराव को केवल तभी प्रभावी रूप से कम किया जा सकता है जब औसत मुक्त पथ वाष्पीकरण स्रोत से आधार की दूरी की तुलना में बहुत बड़ा हो।

यदि औसत मुक्त पथ पर्याप्त बड़ा है और स्थिति l >> d को संतुष्ट करता है, तो है

एफ सामग्री डी / एल (3)
क्योंकि l Because0.667 / P (P दबाव है)।
प्राप्त करने के लिए समीकरण में समीकरण (4) (3): f.51.5dP (5)

फिल्म की परत की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए ,। 10-1 दें। जब वाष्पीकरण स्रोत से बेस d = 30cm, P 10 2.2 × 10-3pa की दूरी। समीकरण (5) के अनुसार, कोटिंग मशीन का बड़ा निर्वात चैम्बर होता है, और वाष्पीकरण स्रोत और सब्सट्रेट के बीच की दूरी जितनी लंबी होती है, उतनी अधिक वैक्यूम डिग्री की आवश्यकता होती है।

वैक्यूम झिल्ली की तैयारी में दो भूमिका निभाता है: एक वाष्पीकरण करने वाले कणों और अन्य गैस कणों के बीच टकराव को कम करना है, और दूसरा वाष्पीकरण करने वाले अणुओं और अन्य गैस अणुओं के बीच प्रतिक्रिया को रोकना है।

IKSPVD, ऑप्टिकल PVD कोटिंग उपकरण, IKS-OPT2700, संपर्क: iks.pvd@foxmail.com