在這個過程中,膜厚儀顯示的實時蒸鍍速率都是在±0.01埃每秒之間來回跳動,波動幅度不大。
這主要是因為金的密度比較大,在膜厚儀通過晶振片上的電信號換算蒸鍍速率時,密度是在分母上的,所以氣流擾動等造成的誤差就會變小。
在15安培的時候,許秋把電流穩定住,并停留了幾分鐘。
這一步是習慣使然,目的是預熱,把鎢絲和靶材的溫度先往上提一提。
在蒸鍍鋁的時候這一步非常有用,一方面可以防止蒸鍍速率不受控制,另一方面如果不進行預熱,可能會導致掛在螺旋狀的鎢絲上的鋁條掉落,甚至鎢絲直接熔斷,導致實驗失敗。
雖然蒸鍍金、銀的時候用的不是螺旋狀的鎢絲而是鎢簍,但小心一些總沒有壞處。
許秋繼續提高電流,直至17.5安培的時候,蒸鍍速率從±0.01埃每秒開始0.01、0.01的往上跳動,同時電流值也開始波動,表明金靶材已經開始熔化。
等了幾秒鐘,蒸鍍速率達到0.10埃每秒附近,漸漸穩定了下來。
許秋沒有猶豫,直接同時按下膜厚儀清零按鈕和樣品擋板按鈕,開始蒸鍍。
然后,他一只手操作電流控制旋鈕,一只手放在樣品擋板上,眼睛則時刻盯著蒸鍍速率和膜厚,打算隨時停止,畢竟要蒸鍍1納米的金,只有10埃而已。
“許秋,不需要繼續提升蒸鍍速率嗎?剛才不是說要把速率調到0.2埃每秒嗎?”莫文琳好奇問道,她進課題組一個多月了,但從來沒有蒸鍍過金電極,平常接觸到的電極材料要么是鋁,要么是銀。
這是因為有機光伏領域三氧化鉬傳輸層的器件結構,金、銀、鋁三種電極對器件性能影響不大,所以一般會用便宜的銀或鋁。
而鈣鈦礦體系,如果做Spiro傳輸層的話,通常需要用金電極與之匹配,組里購買的金靶材主要是給鈣鈦礦體系使用。
“理想中是要達到0.2埃每秒的速率再蒸鍍,但在具體的實驗過程中,也要靈活變通嘛,現在0.10埃每秒條件已經穩定了,如果強行追尋0.2埃每秒的預期條件,如果一個控制不好,可能直接就變閃蒸了。”許秋解釋道:
“蒸鍍金沒有回頭路可走,因為材料有限,一旦速率上去了,不可能再等速率回落,因為那時候金靶材可能已經消耗完了,所以只能硬著頭皮蒸完。”
“原來如此。”莫文琳點點頭。
許秋不斷調控電流,讓蒸鍍速率保持在0.1-0.2埃每秒。
一分多鐘后,膜厚儀顯示的數值終于從9埃跳動成為10埃,許秋立刻關閉樣品擋板,然后緩慢降低蒸鍍電流,直至其數值降低為0。
金膜蒸鍍完成,許秋終于放下心來,他倒不擔心金會不夠用,因為之前已經在模擬實驗室中實驗過了,主要是怕出現蒸鍍速率不受控制等意外事件。
接著,許秋將電流輸出端調至銀靶材的回路,并在膜厚儀中設置為銀的參數。
銀電極蒸鍍的難度比較小,因為加的靶材量足夠多,也不用怕蒸鍍速率過高的問題,大不了直接把電流降回來,重新升溫就是了。
這一步沒有出現什么意外,許秋順利的以0.1-0.2埃每秒的速率蒸鍍好了銀電極,隨后偏頭問道:“莫文琳,你學廢了嘛?”
“學廢了,學廢了。”莫文琳思考片刻,回應道:“電流要緩慢提升,蒸鍍速率要穩定在0.1-0.2埃每秒,在金靶材的蒸鍍時要一次性蒸鍍完成。”