Каковы свойства и области применения пленок диоксида кремния, полученных методом электронно-лучевого испарения?

2024-04-30

Диоксид кремния - это неорганическое соединение с химической формулой SiO2, представляющее собой соединение кремния и кислорода. Он широко распространен в природе и является одним из основных компонентов многих горных пород и минералов, таких как кварц, кварцевый песок и стекло. Диоксид кремния существует в различных формах, включая кристаллическую и аморфную. К кристаллическим формам относятся кварц, кристаллы и волластонит, а аморфная форма является основным компонентом стекла. Диоксид кремния обладает рядом важных свойств и характеристик, которые обеспечивают ему широкий спектр применения в различных областях.

Процесс получения диоксида кремния методом электронно-лучевого испарения

1. Эвакуация системы: сначала камера осаждения откачивается до высокого вакуума, чтобы уменьшить количество газовых примесей и предотвратить окисление.

2. Загрузка материала: блок диоксида кремния помещается в тигель и помещается в диапазон фокусировки электронной пушки.

3. пучок электроновГенерация и нагрев: высокоэнергетический пучок электронов испускается электронной пушкой и фокусируется на поверхности кварцевого материала, в результате чего он быстро нагревается до испарения.

4. осаждение тонкой пленки: испарившиеся молекулы кремнезема конденсируются на поверхности материала подложки, образуя однородную пленку.

Свойства диоксида кремния

физическое свойство

1. Форма: Кремнезем существует в природе в различных кристаллических формах, включая кварц, хрусталь и кремень. Кроме того, он может существовать в аморфных формах, таких как стекло или биогенный кремнезем (например, кизельгур).

2. Твердость: Кварц - один из самых твердых минералов в природе, его твердость по шкале Мооса составляет около 7, что делает его идеальным для использования в качестве абразивного и износостойкого материала.

3. температура плавления: кремнезем имеет очень высокую температуру плавления - около 1710°C (кварц), что делает его полезным в высокотемпературных приложениях.

4. коэффициент преломления: кремнезем обладает высоким коэффициентом преломления (около 1,54), что делает его очень важным для производства оптических компонентов и стекол.

химическое свойство

1. Химическая устойчивость: кремнезем обладает очень высокой химической устойчивостью к большинству кислот и оснований при комнатной температуре. Однако он может растворяться плавиковой кислотой и реагировать с сильными основаниями, образуя силикаты.

2. изоляция: диоксид кремния является отличным электроизолятором и широко используется в качестве изоляционного слоя в электронных устройствах, особенно в производстве полупроводников.

3. термические свойства: кремнезем обладает хорошей термической стабильностью и низким коэффициентом теплового расширения, что делает его идеальным для производства высокотемпературных материалов и теплозащитных слоев.

Области применения диоксида кремния

Оптический

Учитывая превосходные свойства слоев пленки диоксида кремния на кремниевых подложках, структуры слоев пленки диоксида кремния на кремниевых подложках обычно используются для разработки и изготовления активных и пассивных оптических волноводных устройств. Использование пленки диоксида кремния для подготовки оптических волноводных устройств может хорошо сочетаться с полем режимов оптического волокна, оптические потери связи низкие, и легко интегрировать, а также удовлетворять общим требованиям команды разработчиков интегральных схем оптического волновода, то есть одномодовая передача, потери передачи низкие, и высокая эффективность оптической связи. Такие устройства имеют хорошие характеристики проводимости, и могут достигать усиления света, излучения света и электрооптической модуляции и других функций, широко используются в оптической интеграции и фотоэлектрической интеграции.

Благодаря низкому поглощению и низкому коэффициенту преломления кремнеземных пленок, они часто используются в сочетании со слоями оксида титана для формирования многослойных полностью диэлектрических слоев для приготовления холодных зеркал.Холодные зеркала TiO2/Si02 способны выдерживать высокие температуры, имеют длительный срок службы и обладают рядом преимуществ перед обычными инфракрасными зеркалами, таких как отсутствие рассеянного зеленого света и отсутствие зеленого ореола в получаемом проецируемом изображении.Холодные зеркала TiO2/SiO2 Холодные зеркала TiO2/SiO2 уже широко используются в мощных прожекторах для проекторов, фотокопировальных аппаратов и кинотеатров.

Многослойная пленочная структура TiO2/SiO2 также может использоваться в качестве инфракрасной отражающей пленки, в настоящее время она обычно используется в качестве подкладочного слоя энергосберегающих ламп для автомобильного освещения, что позволяет эффективно повысить световую эффективность ламп, уменьшить скорость ослабления света, продлить срок службы и обеспечить более высокий уровень безопасности, чем у обычных ламп. Инфракрасные отражающие свойства TiO2/Si02 также широко используются в архитектурном стекле, которое способно пропускать видимый свет и отражать инфракрасный свет для минимизации теплового повреждения от инфракрасного света, Инфракрасные отражающие свойства TiO2/Si02 также широко используются в архитектурном стекле.

В области исследования анти-лазерного повреждения пленки, Si02/TiO2 комбинированная система пленки, первый слой AR пленки с высоким показателем преломления пленки и подложки между первым слоем первого слоя высокого показателя преломления пленки и подложки сначала осаждается слой λ/2-толщина внутреннего защитного слоя, будет 1,06 мкм, 0,15 нм лазерного среднего значения повреждения может быть увеличена на 301 TP3T.

Микроэлектроника

Процесс подготовки тонкой пленки диоксида кремния весьма осуществим, его собственные изоляционные свойства хороши, а диоксид кремния имеет переменную ширину запрещенной полосы, так что диоксид кремния является лучшим материалом для непроизводного слоя мембраны кремниевых солнечных элементов, значительно улучшая эффективность поглощения света солнечными элементами, и может снизить стоимость производства солнечных элементов, чтобы помочь продвижению зеленой энергии.

При изготовлении тонкопленочных транзисторов (ТФТ) необходимо подготовить тонкопленочный слой на гибкой полимерной подложке, не нарушая химических свойств и морфологии поверхности полимерной подложки. Диоксид кремния, обладающий уникальными свойствами и разнообразием методов подготовки, является отличным выбором для изготовления затворного диэлектрического слоя тонкопленочных транзисторов.

В процессе подготовки кремниевой мощной биполярной трубки корпуса, если использовать слой пленки диоксида кремния, чтобы сделать сердечник трубки корпуса в плоскости и поверхности стола пассивации, может улучшить или поддерживать напряжение пробоя транзистора ядра, и может защитить пассивации устройства, для того, чтобы обеспечить, что транзистор является стабильным в то же время для достижения предотвращения внешнего загрязнения, в мешающий эффект, чтобы обеспечить надежность устройства.

Другие области

Пленки аморфного кремнезема также используются в качестве неорганических электретных материалов в электретных электроакустических устройствах, сенсорных устройствах, солнечных батареях, двигателях и генераторах.

Аморфная пленка диоксида кремния заряжает и накапливает отрицательный заряд, срок хранения заряда длительный, может противостоять высокой температуре и другим жестким условиям, и легко сочетается с современным кремниевым полупроводниковым процессом, чтобы сделать неорганическое электретное устройство миниатюрным, и достичь интеграции схемы.

Слой пленки диоксида кремния также может быть использован в качестве ITO прозрачного проводящего стекла вида блокирующего слоя ионов натрия, благодаря тому, что метод подготовки является простым и легким для массового производства, а параметры процесса являются стабильными и контролируемыми, удалось осуществить промышленное массовое производство.

Учитывая отличные характеристики кремнеземного материала, можно использовать золь-гель технологию для окунания кремнеземной пленки на поверхность стекла, так как в процессе приготовления кремнезем в гелеобразном состоянии, могут образовываться микропоры и трещины в результате эффекта гелеобразования, заполняются отверстия в поверхности материала, могут сужаться и пассивироваться трещины на материале, чтобы впоследствии при термической обработке стекла, технология может быть использована для повышения прочности материала в плане модификации.

Кроме того, слои пленки из аморфного диоксида кремния являются превосходными упаковочными материалами для высокопрочной упаковки пищевых продуктов.

Мы предлагаем Услуги по индивидуализации процессов нанесения покрытий (микро- и нанофабрикации), Не стесняйтесь оставлять комментарии.