第二十一章 真空鍍膜（下）

　　空氣泵發(fā)出一聲巨響，隨后傳來“咣咣咣”的聲響。

　　許秋嚇的一激靈，朝后縮了一下身子。

　　等了一會兒，他感覺沒什么危險，便上前檢查空氣泵。

　　“看著沒有問題啊?！彼?qū)W姐道。

　　“確實(shí)沒問題，這是正常情況?，F(xiàn)在是發(fā)動機(jī)在通過曲軸，驅(qū)動活塞向儲氣筒內(nèi)打氣，等到儲滿氣后，就會自動停下?！?p>　　陳婉清試圖繃住臉上的笑容，但是沒有成功，還是笑了出來。

　　“學(xué)姐你是故意的吧?！痹S秋做出一副憤慨的樣子。

　　“怎么會呢，我是那樣的人嘛。”陳婉清笑道。

　　許秋搖了搖頭，回到總控臺，繼續(xù)實(shí)驗。

　　他打開總控開關(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量膜厚，而是通過間接法計算得到。

　　在蒸鍍過程中，靶材分子到達(dá)晶振片處，會產(chǎn)生電信號，經(jīng)過擬合計算可將電信號轉(zhuǎn)化為蒸鍍速率，最后將速率與時間相乘得到膜厚。

　　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，許秋觀察到總控臺上面有兩個氣壓計，可以實(shí)時監(jiān)測蒸鍍艙內(nèi)的壓強(qiáng)。

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

　　“為什么要安裝兩個氣壓計呢？”許秋疑惑道。

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

　　“準(zhǔn)備工作都好了，開始抽真空吧。”

　　許秋點(diǎn)點(diǎn)頭，按下機(jī)械泵的啟動鍵，同時打開超真空擋板閥，又是一陣轟鳴聲傳來。

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

　　“是啊，不過慢慢你就會適應(yīng)的。”陳婉清道。

　　機(jī)械泵啟動后，氣壓計的示數(shù)快速減小。

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

　　過了兩分鐘左右，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10分鐘。

　　待分子泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，許秋打開束源爐擋板，然后啟動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。

　　他打開設(shè)定界面。

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

　　還好都是常用的單詞，許秋花了點(diǎn)時間弄明白每個參數(shù)的意義后，手動設(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)無誤后，他長按啟動鍵，啟動程序。

　　升溫程序需要跑一個多小時。

　　在此期間，許秋向?qū)W姐請教了真空系統(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)五次方帕這個數(shù)量級，從而達(dá)到蒸鍍實(shí)驗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。

　　分子泵啟動后，還需要較長的時間，才能使蒸鍍艙內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1E-5級別。

　　這個時間在半小時至一個半小時之間。

　　如果一個半小時過后仍無法達(dá)到這個真空度，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，門縫處夾了一個塑料袋；

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

　　主要是兩個人站一起，一直不互動也蠻尷尬的。

　　……

　　一小時后。

　　真空計示數(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)時蒸鍍速率，在-0.01至0.01埃每秒之間波動，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，蒸鍍速率開始在0.00至0.03埃每秒之間波動。

　　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。

　　許秋先開啟樣品臺旋轉(zhuǎn)，在等待了約十秒鐘后，同時打開樣品擋板并將膜厚儀的膜厚計數(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，許秋迅速關(guān)閉樣品擋板。

　　隨后，他將束源爐升溫數(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，打開電流加熱裝置。

　　這個加熱裝置很簡單，就是把電源、鎢簍、電位器（類似于滑動變阻器）、保險絲、電流計連在一起，通過調(diào)節(jié)電位器，便可以改變電路中的電流大小。

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

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

　　電流達(dá)到18安培后，許秋等待了幾秒，然后同時打開樣品擋板并清零膜厚儀的膜厚計數(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……

　　電流計的示數(shù)也會隨著時間變化，忽上忽下。

　　每當(dāng)其相較于18的偏離值超過1時，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，許秋迅速按下樣品擋板。

　　然后緩緩扭動電位器，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)速從27000r.p.m.降至0，關(guān)閉其開關(guān)。

　　最后，關(guān)閉機(jī)械泵，關(guān)閉總控臺。

　　…………

　　“終于結(jié)束啦！”許秋長吁了一口氣，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。”許秋道。

　　“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，可是沒少讓魏老師頭疼，不是忘記開空氣泵，就是忘開擋板，甚至還有一次忘記放基片了。”陳婉清道。

　　聽到最后一句，許秋沒忍住笑了出來。

　　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，許秋旋開艙門上下的旋鈕，開始拉艙門。

　　咦，艙門怎么拉不下來？

　　琢磨了一會兒，許秋明白了，因為蒸鍍結(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，可她似乎并沒有主動解答的意思。

　　這么記仇啊。

　　他只好問道：“學(xué)姐，這個怎么弄？”

　　陳婉清指了指手套箱側(cè)面，說道：

　　“那邊有一個接通氮?dú)馄康拈y門，可以往蒸鍍艙內(nèi)充氮?dú)?。?p>　　許秋走過去，輕輕旋開閥門，“嘶嘶”的氣流聲傳來。

　　10秒后。

　　20秒后。

　　30秒后。

　　沒什么動靜啊。

　　“學(xué)姐，什么時候停下來呢？”許秋忍不住問道。

　　“繼續(xù)放氣?！标愅袂迕鏌o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)問時。

　　“砰！”