我有科研輔助系統(tǒng) 第二十一章 真空鍍膜(下)

空氣泵發(fā)出一聲巨響，隨后傳來(lái)“咣咣咣”的聲響。

許秋嚇的一激靈，朝后縮了一下身子。

等了一會(huì)兒，他感覺(jué)沒(méi)什么危險(xiǎn)，便上前檢查空氣泵。

“看著沒(méi)有問(wèn)題啊。”他向?qū)W姐道。

“確實(shí)沒(méi)問(wèn)題，這是正常情況?，F(xiàn)在是發(fā)動(dòng)機(jī)在通過(guò)曲軸，驅(qū)動(dòng)活塞向儲(chǔ)氣筒內(nèi)打氣，等到儲(chǔ)滿氣后，就會(huì)自動(dòng)停下?！?p/> 陳婉清試圖繃住臉上的笑容，但是沒(méi)有成功，還是笑了出來(lái)。

“學(xué)姐你是故意的吧。”許秋做出一副憤慨的樣子。

“怎么會(huì)呢，我是那樣的人嘛。”陳婉清笑道。

許秋搖了搖頭，回到總控臺(tái)，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

他打開(kāi)總控開(kāi)關(guān)，膜厚儀的數(shù)顯屏幕亮起。

許秋先檢查膜厚儀的參數(shù)是否設(shè)置正確，包括靶材名稱、密度和Z因數(shù)等。

膜厚儀的原理并不是直接測(cè)量膜厚，而是通過(guò)間接法計(jì)算得到。

在蒸鍍過(guò)程中，靶材分子到達(dá)晶振片處，會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過(guò)擬合計(jì)算可將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為蒸鍍速率，最后將速率與時(shí)間相乘得到膜厚。

調(diào)好膜厚儀后，數(shù)顯屏幕上顯示：

蒸鍍材料為鈣，速率為0.00埃每秒，膜厚為0.00埃。

同時(shí)，許秋觀察到總控臺(tái)上面有兩個(gè)氣壓計(jì)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸鍍艙內(nèi)的壓強(qiáng)。

其中一個(gè)示數(shù)為一個(gè)大氣壓，即1.0E5帕，另外一個(gè)則處于未工作狀態(tài)。

“為什么要安裝兩個(gè)氣壓計(jì)呢？”許秋疑惑道。

“兩者的壓強(qiáng)測(cè)定范圍不同，前者約為0.1到10000帕，后者約為十的負(fù)六次方到1帕?！标愅袂宓?，隨后又補(bǔ)了一句：

“準(zhǔn)備工作都好了，開(kāi)始抽真空吧?！?p/> 許秋點(diǎn)點(diǎn)頭，按下機(jī)械泵的啟動(dòng)鍵，同時(shí)打開(kāi)超真空擋板閥，又是一陣轟鳴聲傳來(lái)。

“蒸鍍操作的噪音有點(diǎn)大啊?！绷?xí)慣了之前安靜實(shí)驗(yàn)環(huán)境的許秋，忍不住吐槽道。

“是啊，不過(guò)慢慢你就會(huì)適應(yīng)的?！标愅袂宓?。

機(jī)械泵啟動(dòng)后，氣壓計(jì)的示數(shù)快速減小。

從1.0E5，迅速變?yōu)?.2E4，然后是8.9E3，直至1E3帕左右，下降速度才開(kāi)始變慢。

過(guò)了兩分鐘左右，壓強(qiáng)終于降至20帕以下，許秋關(guān)閉超真空擋板閥，打開(kāi)分子泵。

分子泵的轉(zhuǎn)速要從0逐漸加速至27000r.p.m.后，它才可以正常工作，約需要耗時(shí)10分鐘。

待分子泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，許秋打開(kāi)束源爐擋板，然后啟動(dòng)束源爐的升溫控制裝置。

裝置的屏幕上顯示有束源爐當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度，分別為27和30攝氏度。

他打開(kāi)設(shè)定界面。

這塊屏幕采用的是計(jì)算器上那種“日”字型的顯示方法，主要用于數(shù)字顯示，所以顯示出來(lái)的字母都很抽象。

還好都是常用的單詞，許秋花了點(diǎn)時(shí)間弄明白每個(gè)參數(shù)的意義后，手動(dòng)設(shè)定升溫程序：

SP1 30

RATE 30

TIME 60

SP2 400

RATE 30

TIME 3

SP3 520

RATE 20

TIME 100

第一階段，以30攝氏度每分鐘的速率升至30攝氏度，等待60分鐘；

第二階段，以30攝氏度每分鐘的速率升至400攝氏度，等待3分鐘；

第三階段，以20攝氏度每分鐘的速率升至520攝氏度，等待100分鐘。

確認(rèn)無(wú)誤后，他長(zhǎng)按啟動(dòng)鍵，啟動(dòng)程序。

升溫程序需要跑一個(gè)多小時(shí)。

在此期間，許秋向?qū)W姐請(qǐng)教了真空系統(tǒng)的工作原理。

陳婉清講解道：“機(jī)械泵，最多只能將艙內(nèi)壓強(qiáng)降至零點(diǎn)幾帕，必須使用分子泵才能將壓強(qiáng)降低至十的負(fù)五次方帕這個(gè)數(shù)量級(jí)，從而達(dá)到蒸鍍實(shí)驗(yàn)所需的最低真空度要求。

分子泵只能在低壓強(qiáng)下使用。所以在壓強(qiáng)大于20帕?xí)r，采用超真空擋板閥，阻隔分子泵和蒸鍍艙連接；當(dāng)壓力低于20帕?xí)r將其關(guān)閉，再使分子泵和蒸鍍艙連通。

分子泵啟動(dòng)后，還需要較長(zhǎng)的時(shí)間，才能使蒸鍍艙內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1E-5級(jí)別。

這個(gè)時(shí)間在半小時(shí)至一個(gè)半小時(shí)之間。

如果一個(gè)半小時(shí)過(guò)后仍無(wú)法達(dá)到這個(gè)真空度，通常有兩種情況。

一種是體系氣密性不好，比如在關(guān)艙門時(shí)，門縫處夾了一個(gè)塑料袋；

另一種情況是艙體內(nèi)蒸鍍殘留物過(guò)多，需要清理?！?p/> 雖然系統(tǒng)里也有影像資料供許秋學(xué)習(xí)，但他覺(jué)得還是聽(tīng)學(xué)姐講解更好一些。

主要是兩個(gè)人站一起，一直不互動(dòng)也蠻尷尬的。

……

一小時(shí)后。

真空計(jì)示數(shù)達(dá)到5.2E-5帕，升溫程序也進(jìn)入第二階段，一切正常。

十二分鐘后。

溫度示數(shù)達(dá)到400攝氏度，膜厚儀顯示的實(shí)時(shí)蒸鍍速率，在-0.01至0.01埃每秒之間波動(dòng)，膜厚顯示仍為0.00埃。

三分鐘后。

溫度示數(shù)繼續(xù)增加，直至480攝氏度左右，蒸鍍速率開(kāi)始在0.00至0.03埃每秒之間波動(dòng)。

當(dāng)溫度達(dá)到520攝氏度后，蒸鍍速率維持在0.20至0.30埃每秒。

許秋先開(kāi)啟樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)，在等待了約十秒鐘后，同時(shí)打開(kāi)樣品擋板并將膜厚儀的膜厚計(jì)數(shù)器歸零。

鈣要蒸鍍10納米的厚度，也就是100埃。

……

待膜厚儀示數(shù)達(dá)到100埃時(shí)，許秋迅速關(guān)閉樣品擋板。

隨后，他將束源爐升溫?cái)?shù)控裝置關(guān)閉，讓束源爐自然降溫。

最后，將膜厚儀的參數(shù)改為鋁的參數(shù)。

……

半小時(shí)后。

束源爐的溫度降低至77攝氏度。

許秋關(guān)閉鈣的束源爐擋板，打開(kāi)電流加熱裝置。

這個(gè)加熱裝置很簡(jiǎn)單，就是把電源、鎢簍、電位器（類似于滑動(dòng)變阻器）、保險(xiǎn)絲、電流計(jì)連在一起，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，便可以改變電路中的電流大小。

許秋緩慢扭動(dòng)電位器的旋鈕，使電流計(jì)示數(shù)從0逐漸增加至18安培。

當(dāng)電流達(dá)到16安培時(shí)，膜厚儀上蒸鍍速率開(kāi)始有了示數(shù)。

電流達(dá)到18安培后，許秋等待了幾秒，然后同時(shí)打開(kāi)樣品擋板并清零膜厚儀的膜厚計(jì)數(shù)器。

蒸鍍速率則先是從0.2、0.3迅速提升至3.0，隨后迅速回落至1.8，之后緩緩下降至1.7，1.6埃每秒……

電流計(jì)的示數(shù)也會(huì)隨著時(shí)間變化，忽上忽下。

每當(dāng)其相較于18的偏離值超過(guò)1時(shí)，許秋就將其調(diào)至18。

鋁的厚度要求是100納米，也就是1000埃。

……

待膜厚儀示數(shù)達(dá)到1000埃時(shí)，許秋迅速按下樣品擋板。

然后緩緩扭動(dòng)電位器，將電流歸零。

接著關(guān)閉超真空擋板閥，停止分子泵。

等待十分鐘后，分子泵轉(zhuǎn)速?gòu)?7000r.p.m.降至0，關(guān)閉其開(kāi)關(guān)。

最后，關(guān)閉機(jī)械泵，關(guān)閉總控臺(tái)。

…………

“終于結(jié)束啦！”許秋長(zhǎng)吁了一口氣，感慨道。

“這么多操作，居然零失誤，厲害呀！”陳婉清贊嘆道。

“這都是學(xué)姐教的好?！痹S秋道。

“行啦，別謙虛了，你的科研天賦我心里有數(shù)。

想想我當(dāng)初學(xué)蒸鍍，可是沒(méi)少讓魏老師頭疼，不是忘記開(kāi)空氣泵，就是忘開(kāi)擋板，甚至還有一次忘記放基片了?！标愅袂宓馈?p/> 聽(tīng)到最后一句，許秋沒(méi)忍住笑了出來(lái)。

看到學(xué)姐在瞪著他，他趕緊把笑容收斂住，面色嚴(yán)肅的向手套箱走去。

進(jìn)入手套箱，許秋旋開(kāi)艙門上下的旋鈕，開(kāi)始拉艙門。

咦，艙門怎么拉不下來(lái)？

琢磨了一會(huì)兒，許秋明白了，因?yàn)檎翦兘Y(jié)束后，艙體內(nèi)部還是真空狀態(tài)。

于是他轉(zhuǎn)頭看學(xué)姐，可她似乎并沒(méi)有主動(dòng)解答的意思。

這么記仇啊。

他只好問(wèn)道：“學(xué)姐，這個(gè)怎么弄？”

陳婉清指了指手套箱側(cè)面，說(shuō)道：

“那邊有一個(gè)接通氮?dú)馄康拈y門，可以往蒸鍍艙內(nèi)充氮?dú)狻！?p/> 許秋走過(guò)去，輕輕旋開(kāi)閥門，“嘶嘶”的氣流聲傳來(lái)。

10秒后。

20秒后。

30秒后。

沒(méi)什么動(dòng)靜啊。

“學(xué)姐，什么時(shí)候停下來(lái)呢？”許秋忍不住問(wèn)道。

“繼續(xù)放氣?！标愅袂迕鏌o(wú)表情道。

“哦?！?p/> 40秒后。

50秒后。

60秒后，正當(dāng)許秋打算再次發(fā)問(wèn)時(shí)。

“砰！”