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薄膜沉積過(guò)程：

（1）島狀階段：靶材表面激發(fā)的氣相原子入射到基片表面時(shí)，能量太高的原子彈射回去，能量較低的原子會(huì)吸附在基片表面。吸附中的小部分原子，因襯底加熱，會(huì)再次蒸發(fā)而脫離基片表面。吸附原子受熱下擴(kuò)散遷移，碰撞形成原子對(duì)或小原子團(tuán)。隨著動(dòng)能的降低，遷移變慢并凝結(jié)在基片表面。基片表面原子重復(fù)這種過(guò)程，小原子團(tuán)逐漸變大。當(dāng)內(nèi)含原子超過(guò)某個(gè)臨界值，原子團(tuán)形成穩(wěn)定核，繼續(xù)接受原子繼而生長(zhǎng)成小島。

（2）聯(lián)并階段：兩相鄰小島逐漸增大，島間距隨之變小，進(jìn)而聯(lián)并在一起生長(zhǎng)為大島。小島聯(lián)并成大島后，表面能降低，占據(jù)基片表面的面積減小，在大島之間空出的基片表面繼續(xù)發(fā)生成核過(guò)程。聯(lián)并階段中，可能的傳質(zhì)過(guò)程機(jī)理為體擴(kuò)散和表面擴(kuò)散，其中表面擴(kuò)散起著主要作用。表面擴(kuò)散可以使小島在極短的時(shí)間內(nèi)聯(lián)結(jié)合并形成島間結(jié)合部，小島越小時(shí)，表面擴(kuò)散越明顯。小島聯(lián)并的初始階段很快，在新島形成的過(guò)程中，島的面積不斷發(fā)生著改變，相應(yīng)在基片表面的覆蓋面積先減小后逐漸增大。

（3）溝道階段：島聯(lián)并之后形成的新島繼續(xù)生長(zhǎng)過(guò)程中，形狀逐漸成為圓球狀，并且不會(huì)發(fā)生較大的形變。小島繼續(xù)聯(lián)并成大島，大島越來(lái)越多就會(huì)聚結(jié)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。寬度為 5-20nm

的溝渠便分布在這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不規(guī)則處，并隨著入射氣相原子在溝渠中發(fā)生二次或三次成核，核生長(zhǎng)足夠大后聯(lián)并到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得溝渠逐漸減少。聯(lián)并時(shí)，溝渠處有可能形成拱橋結(jié)構(gòu)，很快被類似形式填充，結(jié)果形成帶有小孔洞的連續(xù)薄膜。隨著沉積的進(jìn)行，小孔洞處繼續(xù)發(fā)生多次成核過(guò)程，很快將小空洞填滿，繼而溝渠和孔洞消失，形成連續(xù)薄膜。

（4）連續(xù)膜階段：溝道階段后，薄膜成為連續(xù)膜。此時(shí)，氣相原子入射到薄膜表面后通過(guò)聯(lián)并作用形成不同結(jié)構(gòu)的薄膜。

我們知道，靶材的晶粒尺寸較小時(shí)，靶材的活性較高，更加容易被激光熔融濺射出來(lái)。從靶材不同的沉積速率也可以看出來(lái)這一點(diǎn)。在溝道與最后的連續(xù)膜階段，晶粒尺寸小的靶材濺射出更多的粒子，帶著更多的能量，使得溝道階段的空隙更易被填充，不易形成空洞與團(tuán)簇導(dǎo)致薄膜不平整。靶材的晶粒尺寸與內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)在沉積的過(guò)程中影響到薄膜的結(jié)構(gòu)與表面形貌。小晶粒尺寸的靶材在濺射沉積的過(guò)程中，沉積的速率更快，濺射的顆粒較小，分布要更均勻，使得薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要均勻致密，表面的粗糙度小，使得薄膜的各方面性能更加優(yōu)秀。

薄膜性能測(cè)試儀器：

主要用到如臺(tái)階儀（Profilemeter）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線衍射儀（XRD）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）等薄膜檢測(cè)儀器。臺(tái)階儀可對(duì)薄膜的厚度和表面粗糙度進(jìn)行測(cè)試分析；掃描電子顯微鏡可用于觀察薄膜表面狀態(tài)形貌；X 射線衍射儀檢測(cè)薄膜獲得衍射圖，通過(guò)XRD圖可分析出薄膜的結(jié)晶性和晶體結(jié)構(gòu)；振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)可以測(cè)試得到樣品的磁滯回線，分析薄膜的磁性能。

內(nèi)容摘至《高性能YIG靶材及薄膜的制備與性能的研究》