第二十一章 真空鍍膜(下)

我有科研輔助系統 第二十一章 真空鍍膜(下)

空氣泵發出一聲巨響，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。”他向學姐道。

“確實沒問題，這是正常情況。現在是發動機在通過曲軸，驅動活塞向儲氣筒內打氣，等到儲滿氣后，就會自動停下。”

陳婉清試圖繃住臉上的笑容，但是沒有成功，還是笑了出來。

“學姐你是故意的吧。”許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，繼續實驗。

他打開總控開關，膜厚儀的數顯屏幕亮起。

許秋先檢查膜厚儀的參數是否設置正確，包括靶材名稱、密度和Z因數等。

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，靶材分子到達晶振片處，會產生電信號，經過擬合計算可將電信號轉化為蒸鍍速率，最后將速率與時間相乘得到膜厚。

調好膜厚儀后，數顯屏幕上顯示：

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，可以實時監測蒸鍍艙內的壓強。

其中一個示數為一個大氣壓，即1.0E5帕，另外一個則處于未工作狀態。

“為什么要安裝兩個氣壓計呢？”許秋疑惑道。

“兩者的壓強測定范圍不同，前者約為0.1到10000帕，后者約為十的負六次方到1帕。”陳婉清道，隨后又補了一句：

“準備工作都好了，開始抽真空吧。”

許秋點點頭，按下機械泵的啟動鍵，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大啊。”習慣了之前安靜實驗環境的許秋，忍不住吐槽道。

“是啊，不過慢慢你就會適應的。”陳婉清道。

機械泵啟動后，氣壓計的示數快速減小。

從1.0E5，迅速變為3.2E4，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，壓強終于降至20帕以下，許秋關閉超真空擋板閥，打開分子泵。

分子泵的轉速要從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。

待分子泵運轉平穩后，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前溫度和設定溫度，分別為27和30攝氏度。

他打開設定界面。

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，許秋花了點時間弄明白每個參數的意義后，手動設定升溫程序：

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，許秋向學姐請教了真空系統的工作原理。

陳婉清講解道：“機械泵，最多只能將艙內壓強降至零點幾帕，必須使用分子泵才能將壓強降低至十的負五次方帕這個數量級，從而達到蒸鍍實驗所需的最低真空度要求。

分子泵只能在低壓強下使用。所以在壓強大于20帕時，采用超真空擋板閥，阻隔分子泵和蒸鍍艙連接；當壓力低于20帕時將其關閉，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，才能使蒸鍍艙內壓強達到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，比如在關艙門時，門縫處夾了一個塑料袋；

另一種情況是艙體內蒸鍍殘留物過多，需要清理。”

雖然系統里也有影像資料供許秋學習，但他覺得還是聽學姐講解更好一些。

主要是兩個人站一起，一直不互動也蠻尷尬的。

……

一小時后。

真空計示數達到5.2E-5帕，升溫程序也進入第二階段，一切正常。

十二分鐘后。

溫度示數達到400攝氏度，膜厚儀顯示的實時蒸鍍速率，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。

溫度示數繼續增加，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。

當溫度達到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，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器歸零。

鈣要蒸鍍10納米的厚度，也就是100埃。

……

待膜厚儀示數達到100埃時，許秋迅速關閉樣品擋板。

隨后，他將束源爐升溫數控裝置關閉，讓束源爐自然降溫。

最后，將膜厚儀的參數改為鋁的參數。

……

半小時后。

束源爐的溫度降低至77攝氏度。

許秋關閉鈣的束源爐擋板，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，通過調節電位器，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，使電流計示數從0逐漸增加至18安培。

當電流達到16安培時，膜厚儀上蒸鍍速率開始有了示數。

電流達到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……

電流計的示數也會隨著時間變化，忽上忽下。

每當其相較于18的偏離值超過1時，許秋就將其調至18。

鋁的厚度要求是100納米，也就是1000埃。

……

待膜厚儀示數達到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。

接著關閉超真空擋板閥，停止分子泵。

等待十分鐘后，分子泵轉速從27000r.p.m.降至0，關閉其開關。

最后，關閉機械泵，關閉總控臺。

…………

“終于結束啦！”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。

“這都是學姐教的好。”許秋道。

“行啦，別謙虛了，你的科研天賦我心里有數。

想想我當初學蒸鍍，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。

看到學姐在瞪著他，他趕緊把笑容收斂住，面色嚴肅的向手套箱走去。

進入手套箱，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，因為蒸鍍結束后，艙體內部還是真空狀態。

于是他轉頭看學姐，可她似乎并沒有主動解答的意思。

這么記仇啊。

他只好問道：“學姐，這個怎么弄？”

陳婉清指了指手套箱側面，說道：

“那邊有一個接通氮氣瓶的閥門，可以往蒸鍍艙內充氮氣。”

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。

“學姐，什么時候停下來呢？”許秋忍不住問道。

“繼續放氣。”陳婉清面無表情道。

“哦。”

40秒后。

50秒后。

60秒后，正當許秋打算再次發問時。

“砰！”