Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2020-07-09 Origen:Sitio
Método para preparar la película piezoeléctrica.
Los métodos de preparación de las películas delgadas piezoeléctricas son principalmente métodos de recubrimiento de vacío tradicionales, que incluyen recubrimiento de evaporación al vacío, recubrimiento de pulverización, recubrimiento de deposición de vapor químico se prepara en un espesor de 0 ~ 18 μm, método de nuevo gel, método hidrotermal, método de deposición electroforética. Material de película gruesa piezoeléctrica de 10-100 μm.
La película piezoeléctrica gruesa generalmente se refiere a una película piezoeléctrica. Transductor de hemisferio piezoeléctricowcon un espesor de 10 a 100 μm. En comparación con la película delgada, sus propiedades piezoeléctricas y ferroeléctricas se ven menos afectadas por la interfaz y la superficie; Debido a su espesor relativamente grande, este tipo de material también puede generar una gran fuerza motriz y tiene una frecuencia operativa más amplia; En comparación con el material a granel, su voltaje de funcionamiento es bajo, la frecuencia de uso es alta, y es compatible con los procesos de semiconductores.
1. Recubrimiento de evaporación al vacío.
El recubrimiento de evaporación al vacío es evaporar una sustancia calentándola y deposite en una superficie sólida, que se llama recubrimiento de evaporación. Este método fue propuesto por primera vez por M. Faraday en 1857, y la modernización se ha convertido en una de las tecnologías de recubrimiento comúnmente utilizadas.
El recubrimiento de evaporación al vacío incluye los siguientes tres procesos básicos:
(1) El proceso de calentamiento y evaporación, incluido el proceso de bordo de la fase condensada a la fase gaseosa (fase sólida o fase líquida → fase de gas). Cada sustancia evaporante tiene una presión de vapor saturada diferente a diferentes temperaturas. Cuando se evaporan un compuesto, sus componentes reaccionan, y algunos de ellos ingresan al espacio de evaporación en estado o vapor gaseoso.
(2) El transporte de átomos o moléculas vaporizados entre la fuente de evaporación y el sustrato, y el proceso de vuelo de estos ejemplos en la atmósfera ambiental. El número de colisiones con moléculas de gas residual en la cámara de vacío durante el vuelo depende de la ruta media libre de los átomos evaporados y la distancia de la fuente de evaporación al sustrato, a menudo llamada la distancia de la base de origen.
(3) El proceso de precipitación de átomos vaporizados o moléculas en la superficie del sustrato, y la condensación de vapor, nucleación, crecimiento nuclear y la formación de una película continua. Dado que la temperatura del sustrato es mucho menor que la temperatura de la fuente de evaporación, el proceso de transición de fase de las moléculas de depósito en la superficie del sustratoTransductor piezoeléctrico PIZO CERAMICSSe producirá directamente desde la fase gaseosa a la fase sólida ...
Cuando una sustancia se evapora, es importante conocer la presión de vapor saturada, la tasa de evaporación y la trayectoria libre de las moléculas evaporadas. Hay tres tipos de fuentes de evaporación.
Fuente de calefacción de resistencia: Hecho de metales refractarios, como tungsteno y tantalio, hechos de lámina de barco o filamento, corriente que pasa para calentar el material de evaporación sobre él o colocado en el crisol (fuente de calentamiento de resistencia se utiliza principalmente para evaporar CD, PB, AG, AL , Cu, Cr, Au, Ni y otros materiales.
② Fuente de calentamiento de inducción de alta frecuencia: Calentamiento del material crisol y evaporante con corriente de inducción de alta frecuencia.
③ Fuente de calentamiento del haz de electrones: Adecuado para materiales con alta temperatura de evaporación (no menos de 2000), es decir, bombardear el material con haz de electrones para que se evapore.
Para depositar una película de cristal único de alta pureza, se puede usar Epitaxy de haz molecular. El horno de chorro está equipado con una fuente de haz molecular. Cuando se calienta a una cierta temperatura con vacío ultra altos, elTransductor de disco piezoelementos en el horno se dirigen hacia el sustrato como una viga de flujo molecular. El sustrato se calienta a una cierta temperatura, las moléculas depositadas sobre el sustrato puede migrar, y los cristales se hacen crecer en el orden de la red sustrato. El método de la epitaxia del haz molecular puede obtener una película de cristal único de un compuesto de alta pureza con la relación estequiométrica requerida, y la película crece más lenta. La velocidad puede ser controlada en 1 sola capa / segunda. Mediante el control del deflector, películas delgadas solo cristal piezo con la composición y la estructura deseada se pueden realizar con precisión. epitaxia de haces moleculares se utiliza ampliamente para la fabricación de diversos dispositivos integrados ópticos y diversas películas estructura superred
2. Recubrimiento de vacío de vacío
Un ejemplo con una energía cinética de más de unos pocos cientos de voltios de electrones o un haz de iones bombardea la superficie sólida, de modo que los átomos cercanos a la superficie sólida obtienen una parte de la energía de las partículas incidentes y deje el sólido para ingresar al vacío . Este fenómeno se llama pulverización. El fenómeno de pulverización implica un proceso de dispersión complejo y está acompañado por varios mecanismos de transferencia de energía.
En general se cree que este proceso es principalmente el llamado proceso en cascada de colisión, es decir, los iones incidentes chocan elásticamente con los átomos de destino, de modo que los átomos diana obtienen energía suficiente para superar la barrera de potencial formado por los átomos de los alrededores y licencia la posición original, y más allá y cercanos átomos chocan. Cuando esta cascada de colisión alcanza la superficie del átomo de destino para que los átomos obtengan energía más alta que la energía de unión a la superficie, estos átomos dejarán la superficie del átomo de destino e ingresarán al vacío. Ahora más investigación sobre revestimiento por bombardeo iónico es el recubrimiento de pulverización catódica. La pulverización del magnetrón es realizar una pulverización de alta velocidad a baja presión, y es necesario aumentar efectivamente la tasa de ionización del gas. Mediante la introducción de un campo magnético sobre la superficie del cátodo objetivo, el campo magnético se utiliza para sujetar las partículas cargadas para aumentar la densidad del plasma para aumentar la velocidad de pulverización catódica. Utilice un campo magnético externo a los electrones de captura, extender y restringir la trayectoria de movimiento de los electrones, aumentar la tasa de ionización, y aumentar la velocidad de revestimiento.
4. Nuevo método de gel de solución.
El nuevo método de sol-gel es añadir el polvo preparado (la misma composición que el sol) al sol, y a continuación, añadir una cierta disolvente orgánico a la solución como un dispersante, y añadir otros disolventes orgánicos para ajustar la viscosidad y el pH de la solución. vibración ultrasónica continua dispersa el nano-polvo en la solución, y finalmente obtiene una solución uniforme de polvo, y los depósitos de la película requerida en el sustrato por el método sol-gel. En este proceso de deposición, las partículas de polvo actúan como cristales de semillas.
De esta manera, se puede producir una película gruesa con un espesor de decenas de micrones. Evita el problema del craqueo o incluso el derramamiento de la película causado por la película gruesa preparada por el método tradicional de sol-gel. Los componentes de película gruesa preparados se mezclan de manera uniforme y en alta pureza, y que no requieren sinterización de alta temperatura. La película gruesa resultante es compatible con el proceso de preparación de semiconductores. Y el equipo es simple, el costo es bajo, y la composición de la membrana se puede controlar, por lo que este método se usa actualmente más a menudo.
5. Método hidrotermal.
El método hidrotermal se refiere al uso de una solución acuosa como medio de reacción en un recipiente de reacción cerrado especialmente hecho (autoclave). Al calentar el recipiente de reacción, se crea un entorno de reacción de alta temperatura y alta presión, de modo que las sustancias normalmente insolubles o insolubles se disuelven y se recristan. La película gruesa preparada por este método es mezclar estoquiométricamente algunos compuestos en el componente de película gruesa para prepararse en una solución saturada en un determinado medio alcalino y ajustar el valor del pH. Después de eso, la solución se transfiere a un autoclave, y se puede cultivar un cierto grosor en el sustrato después de un cierto tiempo de reacción.
La preparación hidrotermal de las películas gruesas tiene muchas ventajas:
① El proceso se completa en la fase líquida a la vez, y no se requiere tratamiento térmico posterior a la cristalización, evitando así los defectos como el agrietamiento, el grano, la reacción con el sustrato o la atmósfera que se puede causar durante el proceso de tratamiento térmico;
Los materiales original se utilizan como precursores, y el agua se utiliza como medio de reacción. Las materias primas están fácilmente disponibles, lo que reduce el costo de la preparación del cine y tiene menos contaminación ambiental;
③ El equipo es simple, y la temperatura del tratamiento hidrotermal es baja, lo que evita la interdifusión de los componentes de la película y sustrato antes y después del tratamiento hidrotermal. La película resultante tiene alta pureza y buena uniformidad. Además, cuando se usa este método para preparar películas gruesas, las películas gruesas se pueden depositar en superficies de sustrato de varias formas complejas. Las películas gruesas resultantes tienen ciertas ventajas de la polarización espontánea, la baja histéresis y la buena unión con sustratos. . En la actualidad, este método ha atraído más y más atención.
6. Método de deposición electroforética.
La deposición electroforética (EPD) se refiere a dispersar el polvo fino preparado con la misma composición que la película gruesa en la suspensión para formar una suspensión con diferentes concentraciones, y ajustar el valor de pH de la suspensión con solución de base ácida. La suspensión estable se obtiene a través de la dispersión ultrasónica y la agitación magnética, y en la presión constante, las partículas cargadas se mueven direccionalmente bajo la acción del campo eléctrico, obteniendo así una película gruesa con un cierto espesor. La película gruesa preparada por este método tiene las ventajas de los equipos simples, la formación de película rápida, la forma ilimitada de las piezas chapadas, un espesor de película uniforme y controlable, etc. La película gruesa resultante puede alcanzar decenas de micrones, y la composición es uniforme y densa. .
