دانلود پایان نامه

1-4-1-2 رسوب دهی شیمیایی بخار (CVD)
روشی برای تولید مواد نانو ساختار و ایجاد پوشش روی زیرپایه است. در این روش، پیش ‌ماده‌ ها تبخیر شده و وارد راکتور می‌ شوند. در این راکتور مولکول‌ های پیش ماده جذب سطحی زیرپایه می ‌شوند. معمولا دمای زیرپایه در محدوده خاصی تنظیم می شود. مولکول‌ های جذب شده، یا در اثر حرارت تجزیه می شوند و یا با گازها و بخارات دیگر واکنش داده و فیلم جامدی را روی زیرپایه تشکیل می ‌دهند. واکنش ‌هایی که روی سطح زیرپایه انجام می ‌شود، واکنش‌ های ناهمگن هستند. این فرآیند از انعطاف‌ پذیری بالایی برخوردار است و برای ساخت بسیاری از مواد مانند فلزات، مواد نیمه رسانا و سرامیک ها به‌ کار می رود. فیلم ‌های جامد تهیه شده می‌ تواند آمورف، پلی‌کریستال و یا تک کریستال باشد. هم چنین می ‌توان با تنظیم شرایط رشد، فیلم‌های جامد با خواص منحصر به فرد تهیه کرد.
معمولا باید از تشکیل ذرات جامد در فاز گازی اجتناب شود، زیرا در این صورت علاوه بر هدر رفتن مواد اولیه، لایه ‌های ایجاد شده ضخامت ‌یکنواخت نخواهند داشت. همچنین ذرات ناخواسته نیز در فیلم جامد ایجاد می‌ شود. اگر چه تحت شرایط آزمایشگاهی مشخصی تشکیل ذرات جامد در فاز گاز می‌ تواند مفید باشد. به ‌طور مثال برای ساخت نانوذرات و یا نانو پودرها، جوانه زنی فاز گاز و کنترل رشد ذرات از مهم ‌ترین جنبه‌ های فرآیند های رشد است. محدوده اندازه ذرات به وسیله تعداد جوانه های تشکیل‌ شده در راکتور و نیز سرعت متراکم شدن ذرات، کنترل می ‌شود[10].

شکل (1-3) شماتیکی از فرآیند نشست شیمیایی بخار
1-4-1-3 رسوب دهی فیزیکی بخار (PVD)
امروزه فناوری لایه نازک پیشرفت های چشمگیری داشته است و در بخش های مختلف صنعت استفاده می شود. می توان با استفاده از شیشه ها با پوشش هایی که انتقال حرارت را در ساختمانها کاهش میدهند، در مصرف انرژی و هزینه ها صرفه جویی کرد. همچنین می توان به روکش های لایه نازک با ویژگی های نوری مانند آنچه در لنزهای دوربین و عینک ها استفاده می شود، اشاره کرد. روش های مختلفی برای ساخت لایه های نازک به کار گرفته می شود که لایه نشانی فیزیکی بخاریکی از آن ها محسوب می شود.
لایه نشانی به روش تبخیر حرارتی فرآیندی است که در محیط خلاء و به کمک اعمال جریان الکتریکی برای تبخیر ماده منبع صورت می گیرد و هدایت و انتقال ماده تبخیر شده به سمت زیرلایه بر اساس اختلاف فشار میان محلی که ماده منبع و زیرلایه قرار دارد، اتفاق می افتد. این روش لایه نشانی یکی از رایج ترین انواع لایه نشانی ها در ساخت لایه های نازک به شمار می رود. پارامترهایی که در این نوع لایه نشانی بایستی کنترل شوند، فشار محفظه و دمای بوته ای است که ماده منبع در آن قرار می گیرد.
فرایند تشکیل لایه ها به روش تبخیر شامل چندین مرحله فیزیکی است:
تبدیل ماده ای که باید رونشانی شود به حالت گازی از طریق تبخیر یا تصعید
انتقال اتمها (مولکول ها) از چشمه تبخیر به زیر لایه
رونشانی این ذره ها روی زیر لایه
بازآرایی یا تغییرات پیوند اتمها روی سطح زیر لایه
چشمه های تبخیری
متداولترین موادی که به منظور چشمههای تبخیری به کار میروند، فلزهای دیرگداز مانند تنگستن هستند. این فلزها به شکل سیم، ورقه یا با شکلکهای قابقمانند ساخته میشوند. ماده تبخیری مثلا یک قطعه سیم را به صورت سر خورنده، روی سیم چشمه میپیچیم یا آویزان میکنیم و یا سبدی از سیم تنگستن میبافیم، که گاهی برای جلوگیری از اتصال کوتاه بین دورهای آن توسط فلز تبخیری که داخل سبد قرار میگیرد، با لایه ای از آلومینا پوشش داده میشود. زیر لایه در معرض ماده تبخیر شده نیست، پس به این ترتیب
از احتمال برخورد ریز قطره ها روی زیر لایه جلوگیری میشود. انواع قایقهای تبخیری در شکل(1-4) نشان داده شده اند.

مطلب مرتبط :   پایان نامه ارشد با موضوع ویژگی های فرهنگ سازمانی و مفهوم فرهنگ سازمانی

شکل (1-4) انواع قایقهای حرارتی
زیر لایه ها و آماده سازی آنها
از زیر لایه های لایه های نازک انتظاراتی داریم که ناشی از کاربرد آنهاست. زیر لایه به عنوان نگهدارنده مکانیکی لایه نازک عمل میکند و در کاربردهای الکترونیکی معمولا نقش عایق را نیز دارد. نیاز به پایداری طولانی مدت زیر لایه های لایه نازک ایجاب میکند که هیچ نوع واکنش شیمیایی که قادر به تغییر خواص لایه نازک باشد, اتفاق نیفتد. بنابراین زیر لایه باید مقاومت مکانیکی کافی داشته و نه تنها در دمای عادی، بلکه در خلال تغییرات نسبتا زیاد دما نیز چسبندگی خود را به لایه حفظ کند. مقاومت دی الکتریکی زیاد نیز لازم است. برای اطمینان از دمای ثابت سطح و انتقال گرمای کافی به خارج در زمان کار قطعات الکترونیکی، رسانندگی گرمایی مناسبی برای زیر لایه لازم است. علاوه بر این، برای تهیه لایه هایی با پارامترهای قابل باز تولید و مشخص الکتریکی و غیر الکتریکی، سطح زیر لایه باید تخت و صاف باشد. زیر لایه های سرامیک که برتری آنها نسبت به زیر لایه های شیشه ای، در مقاومت های مکانیکی و گرمایی بالاتر و رسانندگی گرمایی آنهاست، از لحاظ صافی سطح از کیفیت پایین تری برخوردارند. این وضعیت متاثر از ساختار سخت شده دانه ای آنهاست، اما با وجود این با صیقل دادن می توان به نتایج بهتری دست یافت[11].
1-4-1-4 آئروسل