دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران مرکز

دانشکده علوم پایه

گروه فیزیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته فیزیک (M.A.)

گرایش: اتمی مولکولی  

عنوان:

لایه نشانی نیترید آلومینیوم روی زیرلایه استیل 304 به وسیله دستگاه پلاسمای کانونی (PF)

استاد راهنما:

دکتر حمیدرضا یوسفی

استاد مشاور:

خانم دکتر شمس‌الزمان فرامرزی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده…………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول: معرفی دستگاه پلاسمای کانونی

مقدمه…………………………………………………………………………………………… 3

پلاسما ………………………………………………………………………………………….. 4

پینچ …………………………………………………………………………………………… 5

پلاسمای کانونی……………………………………………………………………… 5

معرفی عمومی پلاسمای کانونی………………………………………………………… 7

مشخصات کلی پلاسمای کانونی شده…………………………………………………… 8

چهار بخش اساسی در دستگاه پلاسمای کانونی…………………………………… 9

دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر و فیلیپوف……………………………………… 10

برخی کاربردهای دستگاه پلاسمای کانونی…………………………………………. 11

دینامیک دستگاه پلاسمای کانونی……………………………………………….. 12

عملکرد پلاسمای کانونی………………………………………………………….. 14

فاز شکست……………………………………………………………………………. 15

فاز رانش محوری………………………………………………………………… 16

فاز شعاعی…………………………………………………………………………. 17

1- فاز تراکم……………………………………………………………………………. 18

2- فاز ساکن………………………………………………………………………… 21

3- فاز ناپایداری……………………………………………………………………… 22

4- فاز فروپاشی…………………………………………………………… 23

عوامل مؤثر در کارآیی سیستم‌های پلاسمای کانونی…………………….. 24

پرتوهای ساطع شده از سیستم پلاسمای کانونی……………………… 26

پرتو ایکس……………………………………………………………………………. 26

تولید نوترون………………………………………………………………………… 27

تولید یون…………………………………………………………………………….. 28

فصل دوم: برخی روش‌های لایه‌نشانی و دستگاه‌های آنالیز فیلم‌های نازک لایه‌نشانی شده

2-1- برخی روش‌های لایه نشانی…………………………………………………. 31

2-1-1- کندوپاش…………………………………………………………………… 31

2-1-2- کندوپاش به‌وسیله پلاسما ……………………………………………………. 32

2-1-3- کندوپاش پرتو یونی…………………………………………………………… 32

2-1-4- روش تبخیر فیزیکی (PVD) ……………………………………………… 33

2-1-5- روش تبخیر شیمیایی (CVD)………………………………………………. 33

2-1-6- روش تبخیر گرمایی………………………………………………………….. 33

2-1-7- لایه‌نشانی به‌وسیله پلاسمای کانونی………………………………………. 37

2-2- برخی دستگاه‌های آنالیز جهت بررسی فیلم‌های نازک لایه‌نشانی شده……… 40

2-2-1- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)…………………………………….. 40

الکترون‌های بازگشتی…………………………………………………………………… 41

الکترون‌های ثانویه……………………………………………………………………….. 41

الکترون‌های اوژه………………………………………………………………………….. 42

2-2-2- میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)………………………………………………. 42

2-2-3- دستگاه پراش پرتوی ایکس (XRD)………………………………………. 43

فصل سوم: برخی تحقیقات انجام شده جهت لایه‌نشانی توسط دستگاه پلاسمای کانونی

3-1- تشکیل کربیدتیتانیوم (TiC) برروی لایه تیتانیوم از طریق کاشت یون…………. 48

3-2- تشکیل کربید سیلیکون برروی زیرلایه سیلیسیوم از طریق کاشت یون……. 50

3-3- تأثیر تابش پالس‌های یونی پرانرژی برروی زیرلایه سیلیسیوم………………… 54

3-4- بهینه‌سازی دستگاه پلاسمای کانونی به‌عنوان منبع پرتوی الکترونی برای لایه‌نشانی فیلم‌های نازک…..57

3-5- نیتریده‌سازی به کمک دستگاه پلاسمای کانونی…………………………….. 60

3-6- لایه‌نشانی نانولایه‌ها بوله دستگاه پلاسمای کانونی…………………………. 70

فصل چهارم: روش تحقیق و نتیجه‌گیری

4-1- معرفی دستگاه پلاسمای کانونی مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما………………. 75

4-2- فرآیند تولید لایه‌های نازک نیترید آلومینیوم با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی…. 75

4-2-1- آماده‌سازی و تمیزکاری زیرلایه‌های استیل 304…………………………. 75

4-2-1- نحوه انجام آزمایش …………………………………………………………. 76

چیدمان آزمایش جهت لایه نشانی نیترید آلومینیوم…………………………….. 77

متغیرهای مورد بررسی، در لایه‌نشانی نیترید آلومینیوم………………………. 77

آنالیزهای صورت گرفته برروی فیلم‌های لایه‌نشانی شده……………………… 77

آنالیز لایه‌های نازک نیترید آلومینیوم تولید شده، با استفاده از دستگاه پراش اشعه ایکس….. 78

آنالیز لایه‌های نازک نیترید آلومینیوم تولید شده، با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی…82

نتایج AFM……………………………………………………………………

آنالیز لایه‌های نازک نیترید آلومینیوم تولید شده، با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی…..87

نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………… 90

برخی پیشنهادات تحقیقاتی………………………………………………………………. 90

چکیده:

لایه‌های نازک نیترید آلومینیوم بر روی زیرلایه‌های استیل 304

شرایط آزمایش: زوایای مختلف نسبت به محور آند (0، 15 و 30) در فاصله cm5 نسبت به نوک آند با استفاده از تعداد 25 شات

آنالیزها: XRD ، AFM ، SEM

در این تحقیق، لایه های نازک نیترید آلومینیوم بر روی زیرلایه های استیل 304 با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی پوشش داده شده است. پس از تولید لایه های نازک، نمونه ها به منظور بررسی خصوصیات لایه، به وسیله دستگاه پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ های الکترونی روبشی و نیروی اتمی مورد مطالعه قرار گرفتند.

نتایج تحقیق نشان می دهد که تغییر تعداد شات ها، فاصله زیرلایه ها از نوک آند و همچنین زاویه قرار گرفتن زیرلایه ها نسبت به محور آند، نقش مهمی در خصوصیات لایه های تولید شده دارند.

نمونه های بدست آمده در زوایای مختلف نسبت  به محور آند (0، 15 و 30) در فاصله 5 سانتی‌متر از نوک آند و با استفاده از تعداد 25 شات نشان می‌دهد که با افزایش زاویه از صفر به 15 و سپس 30، شاهد کاهش بلورینگی، فیلم‌های لایه نشانی شده هستیم. نتایج حاصل از بررسی مورفولوژی سطح فیلم‌های لایه‌نشانی شده در زاوایای مختلف نسبت به نحور آند توسط میکروسکوپ نیروی اتمی نشان می‌دهند که نمونه لایه‌نشانی شده در زاویه °15 دارای سطحی نسبتاً یکنواخت متشکل از دانه‌هایی در اندازه‌های نسبتاً یکسان می‌باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.