Fizyka Cienkich Warstw

Podobne dokumenty
Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium

Powłoki cienkowarstwowe

Zał. nr 4 do ZW 33/2012 aktualizacja WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim FIZYKA CIENKICH WARSTW

CIENKIE WARSTWY prof. dr hab. inż. Krzysztof Patorski

Technologie mikro- nano-

Powłoki cienkowarstwowe

TECHNOLOGIA WYKONANIA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWOD- NIKOWYCH WYK. 16 SMK Na pdstw.: W. Marciniak, WNT 1987: Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone,

Układy scalone. wstęp układy hybrydowe

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 12, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Optyka geometryczna Tadeusz M.Molenda Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński. Załamanie światła

Laboratorium Fizyki Cienkich Warstw. Ćwiczenie nr.11

ZASTOSOWANIE ZJAWISKA CAŁKOWITEGO WEWNĘTRZNEGO ODBICIA W ŚWIATŁOWODACH

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 12, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Technologia elementów optycznych

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

WYKŁAD 4 Dr hab. inż. Karol Malecha, prof. Uczelni

1. W gałęzi obwodu elektrycznego jak na rysunku poniżej wartość napięcia Ux wynosi:

Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki

Technologia elementów optycznych

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

Kondensatory. Konstrukcja i właściwości

Fizyka 3.3. prof.dr hab. Ewa Popko p.231a

POMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Potencjał technologiczny i produkcyjny PCO S.A. w zakresie wytwarzania urządzeń termowizyjnych

Pomiary grubości cienkich warstw metodą prążków interferencyjnych równej grubości

PL B1. Sposób łączenia stopów aluminium z materiałami kompozytowymi na osnowie grafitu metodą lutowania miękkiego

MATERIAŁY SUPERTWARDE

2.2.P.05: Inżynieria powierzchni materiałów funkcjonalnych

17. Który z rysunków błędnie przedstawia bieg jednobarwnego promienia światła przez pryzmat? A. rysunek A, B. rysunek B, C. rysunek C, D. rysunek D.

Fotonika. Plan: Wykład 9: Interferencja w układach warstwowych

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

PL B1. SAINT-GOBAIN GLASS-FRANCE., Courbevoie,FR ,DE, M.Gerd Sauer,Stolberg,DE BUP 03/

Fizyka Cienkich Warstw Wykład W-4

promotor prof. dr hab. inż. Jan Szmidt z Politechniki Warszawskiej

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

Narzędzia precyzyjne i półprzewodnikowe. Producent światowej klasy narzędzi diamentowych i CBN

Wykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Piroelektryki. Siarczan trójglicyny

WŁAŚCIWOŚCI SZKIEŁ FOTOCHROMOWYCH Szkła fotochromowe mechanizm działania a zależność od światła i temperatury

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I FOTONIKI

- 1 - OPTYKA - ĆWICZENIA

Jak funkcjonuje nagrywarka DVD

Wykaz ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki(stare ćwiczenia)

Optyka. Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat. Prawa odbicia i załamania. Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017

Prawa optyki geometrycznej

KATALOG SOCZEWEK OKULAROWYCH

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 51: Współczynnik załamania światła dla ciał stałych

TECHNOLOGIE ZABEZPIECZANIA POWIERZCHNI Technologies for protecting the surface Kod przedmiotu: IM.D1F.45

Badanie pokryć antyrefleksyjnych na szkłach okularowych

Podstawowe informacje o przedmiocie (niezależne od cyklu)

Fotowoltaika i sensory w proekologicznym rozwoju Małopolski

Grafen materiał XXI wieku!?

U N I W E R S A L N A

Pomiar prędkości światła

Repeta z wykładu nr 10. Detekcja światła. Kondensator MOS. Plan na dzisiaj. fotopowielacz, część 2 MCP (detektor wielokanałowy) streak camera

MIKROSYSTEMY. Ćwiczenie nr 2a Utlenianie

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Własności optyczne półprzewodników

DYREKTYWY. (Tekst mający znaczenie dla EOG)

INSTYTUT TELE- I RADIOTECHNICZNY

Elementy technologii mikroelementów i mikrosystemów. USF_3 Technologia_A M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 3-1

Optyka geometryczna. Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów

Skalowanie układów scalonych

1. Na ile kawałków (n) należy podzielić przewodnik o oporze R = 144, aby po ich równoległym połączeniu opór zastępczy wynosił r = 4?

katalog soczewek okularowych

ZNACZENIE POWŁOKI W INŻYNIERII POWIERZCHNI

LTCC. Low Temperature Cofired Ceramics

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

W trosce o Twoje oczy

FIZYKA KLASA III GIMNAZJUM

Optyczne elementy aktywne

Szkła specjalne Wykład 11 Metoda zol żel, aerożele Część 3 Cienkie warstwy nieorganiczne wytwarzane metodą zol żel

Skalowanie układów scalonych Click to edit Master title style

Szkła specjalne Wykład 17 Właściwości optyczne Część 1 Optyczne właściwości liniowe

TRANSFORMATORY. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/US02/37625 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

PL B1. Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy,Warszawa,PL BUP 20/06. Adam Pościk,Łódź,PL

Materiały używane w elektronice

DYREKTYWA KOMISJI 2013/28/UE

Delegacje otrzymują w załączeniu dokument D040865/02 - Annex.

Charakteryzacja właściwości elektronowych i optycznych struktur AlGaN GaN Dagmara Pundyk

Wykłady 10: Kryształy fotoniczne, fale Blocha, fotoniczna przerwa wzbroniona, zwierciadła Bragga i odbicie omnidirectional

ZAŁĄCZNIK DYREKTYWY KOMISJI (UE)

DWUPASMOWY DZIELNIK WIĄZKI PROMIENIOWANIA OPTYCZNEGO

Optyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ

Continental Trade Sp. z o.o

Fizyka i inżynieria materiałów Prowadzący: Ryszard Pawlak, Ewa Korzeniewska, Jacek Rymaszewski, Marcin Lebioda, Mariusz Tomczyk, Maria Walczak

Fizyka - opis przedmiotu

Skrócony opis dostępnych na stanowiskach studenckich makiet laboratoryjnych oraz zestawu elementów do budowy i badań układów elektronicznych

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

dr Rafał Szukiewicz WROCŁAWSKIE CENTRUM BADAŃ EIT+ WYDZIAŁ FIZYKI I ASTRONOMI UWr

Propozycje tematów na rok akademicki 2013/2014 do zatwierdzenia na Radzie Wydziału w dniu r. Fizyka - II stopień - mgr (j.

+OPTYKA 3.stacjapogody.waw.pl K.M.

turkus czerwony żółty Trwałość przy 100V czerwony 80 V RMS 100 V RMS 120 V RMS

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA

Układy scalone. wstęp

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Transkrypt:

Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej Dr inż. Tadeusz Wiktorczyk Tadeusz.Wiktorczyk@pwr.edu.pl p.319 A-1 Fizyka Cienkich Warstw W-1

Fizyka Cienkich Warstw

Fizyka Cienkich Warstw Konsultacje: pok. 319A1; poniedziałek, środa 13-15 Ćwiczenia Laboratoryjne - materiały na stronie: http://www.if.pwr.edu.pl/fcw Wykład materiały dostępne w formie elektronicznej (PDF) (http://if.pwr.edu.pl/kadra/tadeuszwiktorczyk)

Definicje: -Pokrycie o grubości 1nm-1mm (kilka mm) uzyskane na danym podłożu za pomocą różnych technik nanoszenia (metody fizyczne, chemiczne i cieplno-mechaniczne). -Pokrycie o grubości 1mm (kilka mm)-100mm uzyskane na danym podłożu za pomocą sitodruku (nałożenie i wypalanie specjalnych past, które tworzą warstwę)

Cienkie warstwy - trochę historii Rok Przediot odkrycia, osiągnięcie Kraj wynalazca ~3500p.n.e. Pokrywanie glazurą wyrobów glinianych Egipt ~1600p.n.e. ~100-80p.n.e. 1620 Emaliowanie wyrobów szklanych i ceramicznych Wytwarzanie blachy stalowej powlekanej cyną Egipt, Syria Traktat Anaksylaosa dot. wytwarzania farb Saksonia

Rok Cienkie warstwy - trochę historii Przediot odkrycia, osiągnięcie Kraj, wynalazca 1852 Diodowe rozpylanie materiału w próżni Grove 1857 Naparowanie termiczne materału (metoda explodującego drutu) M.Faraday 1951 Naparowanie za pomocą wiązki elektronów L.Holland 1977 Metoda osadzania warstw atomowych T.Suntola, J. Antson Finlandia

Obszary zastosowań cienkich warstw 1. Przyrządy i instrumenty optyczne Urządzenia dla fotografii, kinematografii i urządzenia video Pokrycia antyrefleksyjne soczewek w kamerach i aparatach fotograficznych Zwierciadła półprzepuszczalne w kamerach, Filtry światła dla kamer, Zimne lustra dla projektorów

Obszary zastosowań cienkich warstw Instrumenty optyczne Dzielniki światła, Filtry interferencyjne, filtry o zmiennej długości fali, filtry wąskopasmowe, Zwierciadła i okienka laserowe,

Obszary zastosowań cienkich warstw Optyka okularowa Pokrycia cienkowarstwowe antyrefleksyjne i upiększające, Pokrycia zabezpieczające przed słońcem i fotochromowe, Pokrycia zabezpieczające w okularach do prac spawalniczych oraz przy laserach, Twarde pokrycia (zabezbieczenie przed zarysowaniem szkieł oftalmicznych) Powłoka antyrefleksyjna (Firma Zeiss, typ ET)

3. Urządzenia elektroniczne Sprzęt R-T-V, kontrolno-pomiarowy,komputery, urządzenia audio i video,... Ścieżki przewodzące, Cienkowarstwowe elementy bierne R,L,C, Elementy aktywne: diody i tranzystory cienkowarstwowe, w układach scalonych Warstwy izolujące i zabezpieczające w układach mikro- i nano-elektronicznych Procesory ATHLON na plytce krzemowej Wyświetlacze i displeje w sprzęcie elektronicznym Diody elektroluminescencyjne, diody laserowe Pokrycia warstwowe w monitorach i wyświetlaczach ciekłokrystalicznych - elektrody i ścieżki przewodzące metaliczne i przeźroczyste, Pokrycia antyrefleksyjne zwiększające kontrast dla

4. Narzędzia i części maszyn Noże, wiertła, frezy, łożyska Przeciwzużyciowe pokrycia warstwowe narzędzi zwiększające ich trwałość (można zwiększyć 5-krotnie trwałość narzędzi), Tzw. twarde pokrycia warstwowe ( hard coatings ) dla łożysk Części maszyn pracujące w ekstremalnych warunkach Pokrycia antykorozyjne (np. węgliki i azotki), Powłoki zabezpieczające dla łopatek turbin parowych, gazowych, wodnych, dysz silników rakietowych

Obszary zastosowań cienkich warstw 5. Wyroby jubilerskie i artystyczne Pokrycia dekoracyjne wyrobów powierzchnia błyszcząca lub matowa, Pokrycia barwiące powłokami cienkowarstwowymi różnych wyrobów, Pokrycia cienkowarstwowe interferencyjne, Barwiące pokrycia dekoracyjne szkła artystycznego

6. Inne zastosowania Budynki Antyrefleksyjne warstwy na szybach okien wystawowych sklepów, pokrycia warstwowe dla smart windows Pokrycia szyb okiennych zabezpieczające przed nasłonecznieniem pomieszczeń Zastosowania domowe Pokrycia warstwowe ścianek wewnątrz kuchni elektrycznych, mikrofalowych zwiększające ich efektywność, Pokrycia warstwowe odbijające ciepło dla okienek i wzierników w kuchenkach

Samochody Pokrycia odbijające dla lusterek samochodowych Pokrycia odporne na zarysowania dla plastykowych okien oraz reflektorów Cienkowarstwowe pokrycia szyb samochodu odbijające ciepło Cienkowarstwowe ścieżki oporowe do podgrzewania szyb i lusterek Bezpieczeństwo Przeźroczyste ścieżki przewodzące sygnalizujące włamanie Cienkowarstwowe pokrycia interferencyjne zabezpieczenia banknotów Czujniki i sygnalizatory gazów w pomieszczeniach

Podstawowe zastosowania w optyce Warstwy przeciwodblaskowe Przejście światła na granicy ośrodków: Można pokazać, że dla prostopadłego padania światła n0 R n0 Dla szkła ns=1,5 ( =550nm) mamy Dla krzemu, ns=3,6 (=5000nm) mamy n n Podłoże R [%] Kwarc topiony (n=1,467 λ=435,6nm) 3,58 Szkło kronowe (n=1,526 λ=435,6nm) 4,34 Szkło flintowe (n=1,774 λ=435,6nm) 7,79 Krzem (n=3,422 λ=5μm) 29,99 German (n=4,017 λ=5μm) 36,17 s s 2 1,5 1 R 1,5 1 3,6 1 R 3,6 1 2 2 0,5 2,5 2 2 2,6 4,6 0,04 4% 0,31947 0,32 32% -Straty światła przy odbiciu są tym większe im większy współczynnik załamania ośrodka -Straty światła przy przejściu światła przez wiele elementów optycznych mogą być b. istotne

-W celu zminimalizowania strat przy odbiciu stosuje się pokrycia przeciwodblaskowe Podłoże Cienka warstwa Taka warstwa musi spełniać nast. warunki: gdzie m=0,1,2,3,... Zwykle m=0, czyli: n 1 1 n d n d 1 1 1 n0 n s 2 m 1 4 4

Przykład: optyka okularowa Soczewki okularowe bez powłoki AR soczewki okularowe z powłoką AR

Dzielniki światła W praktyce w dowolny sposób można podzielić wiązkę światła np.: I I R T 1 1 I I R T 1 5... Filtry dolno-przepustowe górno-przepustowe

Filtry interferencyjne metalowe dielektryczne

1) zwierciadła metalowe. Zwierciadła 2) zwierciadła dielektryczne. ZWIERCIADŁA DIELEKTRYCZNE Idea: cienka warstwa dielektryczna o wysokim współczynniku załamania naniesiona na podłoże o współczynniku załamania ns R max n n Przykłady: 1) ZnS na szkle: n1=2,35 ns=1,5...r=31% 2 1 2 1 n n 0 0 n n s s 2 n 1 d dla 2) TiO2 na szkle: n1=2,60 ns=1,5...r=40% (2m 1) 4 Wyższe wartości współczynników odbicia (do R=99,9%) można uzyskać dla układów wielowarstwowych typu WNW, WNWNW,... N- niski współczynnik załamania W- wysoki współczynnik załamania m=0,1,2,3,... Uwaga: dla zwiercadeł dielektrycznych mamy (i) brak absorbcji (ii) R=do 99,9!!!

ZASTOSOWANIA CIENKICH WARSTW W MIKRO- I NANO-ELEKTRONICE Warstwy przewodzące Pola kontaktowe do przyłączania gniazd, mikrowyłączników, wyświetlaczy,... Ścieżki do podłączenia obwodów scalonych oraz elementów dyskretnych R,L,C... Okładki kondensatorów Uzwojenia cewek planarnych materiał na pola kontaktowe i ścieżk powinien charakteryzować się: Dobrą adhezją do podłoża Niską rezystywnością Dobrą podatnością na lutowan Ze względu na brak materiału spełniającego powyższe wymagania stosuje się pokrycia dwuwarstwowe: -warstwa 1 o dobrej adhezji do podłoża (np. NiCr-nichrom) -warstwa 2 o małej rezystywności i dobrej podatności na lutowanie (np. stop Au-Pd)

Elementy bierne R, L, C

Kondensatory cienkowarstwowe (np. pamięci typu DRAM*) Struktury typu MIS oraz typu MIM C( ) o '( ) Możliwości realizacji dużych pojemności: 1) Rozbudowa powierzchni S kondensatory typu CROWN s d kondensatory typu TRENCH *) DRAMDynamic random access memory MISMetal-insulator-semiconductor MIMMetal-insulator-metal

Elementy aktywne Tranzystory typu MOS* z warstwą o wysokim ε -Warstwa nisko-rezystywna -Bramka metaliczna -Bramka z tlenków o wysokiej przenikalności dielektrycznej Diody elektroluminescencyjne, laserowe *MOS- metal oxide semiconductor

Pokrycia przezroczyste, przewodzące dla wyświetlaczy ciekłokrystalicznych