背后的原因,許秋很快就找到了,主要是因為蒸鍍檢測膜厚的原理是間接法——
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在蒸鍍過程中,蒸鍍艙中間有一個晶振片,靶材分子受熱從下方的束源爐或者電加熱裝置擴散出來,沉積到晶振片上,形成實時的電流信號,儀器將電流信號轉化為蒸鍍速率信號,然后通過積分計算出實時膜厚。
受到重力的影響,晶振片距離束源爐或者電加熱裝置垂直距離越遠,單位時間內收集到的擴散出來的靶材分子數量就越少。
如果晶振片的位置偏向標準位置的下方,也就是靠近束源爐或者電加熱裝置,就會導致檢測到的蒸鍍速率大于實際的蒸鍍速率,從而使得實際膜厚偏薄。
很容易理解,假如實際蒸鍍速率是0.2埃每秒,顯示蒸鍍速率是0.4埃每秒,預期蒸鍍膜厚是20埃,蒸鍍50秒后,按照儀器顯示的話,就已經達到了20埃的厚度,但實際上的厚度卻只有10埃。
反之亦然。
因此,當下的情況就是在搬運的過程中,可能發生了震動,使得晶振片的位置偏向了標準位置的上方。
出現了問題,就要調整。
現在主要有兩種調整方法。
第一種是直接把晶振裝置安裝到原來的標準位置。
這種方法聽起來很簡單,但實際上操作起來很麻煩,需要消耗大量的時間去調整、摸索。
首先需要調整一次,蒸鍍一次,然后用SEM或其他手段表征測試一次實際厚度,看是否和預測膜厚相符合。
如果符合,就說明調整好了,但一發入魂的概率很低。
大概率是很難一次弄好,這時候就需要反復進行“調整、蒸鍍、測試”過程,直到理論和實際相符合。
第二種,是以現在的晶振裝置位置,去重新標定各項蒸鍍參數,比如Z因數等等。
這種方法挺起來也挺簡單的,但因為儀器是集成好的,內部的具體原理,以及計算膜厚的公式只有廠家那邊知道,對于用戶來說,想要自己去標定參數,難度還是有些大的。
所以大概率只有把廠家喊過來,才能進行維修,而這種高價的儀器,如果喊來廠家來維修,費用基本都是大幾千甚至上萬的。
兩種方法,許秋權衡了一番,最終選擇了第一種,畢竟,他有系統可以幫忙摸索嘛。
現在,許秋已經把復制到模擬實驗室中的這臺調試好了,到時候返校過后他打算去一趟江彎,提前把現實中的那臺也調好。
另外,其實還有第三種調整方法,雖然不是很提倡,但也不失為一種方法。
那就是忽略實際上的膜厚,只用儀器顯示出來的數據作為參照。
也就是說,我們不去管實際膜厚是多少,就認定儀表顯示出來的結果是相對正確的,哪怕儀器數據和實際數據之間的誤差會很大。
因為這種方法不需要標定實際的厚度,可以直接進行優化,所以比較節省時間。
而且,對自己課題組內部的研究也沒什么影響,只要找到最佳的條件,并一直沿用即可。
不過,如果把文章發表了出去,可能會導致同行們很難重復實驗結果。
像是蒸鍍傳輸層、電極的話,其實倒還好,因為這些對于器件性能的影響并不是很大,膜厚差10%-20%,最終效率的絕對數值,可能也就差0.5-1%,其他課題組還是可以大致重復出來的。
但如果是一些關鍵性的實驗操作,存在問題的話,那想要重復出來就很難了。
現實中,確實也存在使用第三種方法的課題組,有些可能是故意想模糊實驗條件,也有些可能是無意的。
比如,張三是做有機合成的,他要合成某種化合物,參照了一篇文獻。