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薄膜沉積過程：

（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，能量太高的原子彈射回去，能量較低的原子會吸附在基片表面。吸附中的小部分原子，因襯底加熱，會再次蒸發(fā)而脫離基片表面。吸附原子受熱下擴散遷移，碰撞形成原子對或小原子團(tuán)。隨著動能的降低，遷移變慢并凝結(jié)在基片表面。基片表面原子重復(fù)這種過程，小原子團(tuán)逐漸變大。當(dāng)內(nèi)含原子超過某個臨界值，原子團(tuán)形成穩(wěn)定核，繼續(xù)接受原子繼而生長成小島。

（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)生成核過程。聯(lián)并階段中，可能的傳質(zhì)過程機理為體擴散和表面擴散，其中表面擴散起著主要作用。表面擴散可以使小島在極短的時間內(nèi)聯(lián)結(jié)合并形成島間結(jié)合部，小島越小時，表面擴散越明顯。小島聯(lián)并的初始階段很快，在新島形成的過程中，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)生長過程中，形狀逐漸成為圓球狀，并且不會發(fā)生較大的形變。小島繼續(xù)聯(lián)并成大島，大島越來越多就會聚結(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，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，氣相原子入射到薄膜表面后通過聯(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，靶材的活性較高，更加容易被激光熔融濺射出來。從靶材不同的沉積速率也可以看出來這一點。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)會在沉積的過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。

薄膜性能測試儀器：

主要用到如臺階儀（Profilemeter）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線衍射儀（XRD）、振動樣品磁強計（VSM）等薄膜檢測儀器。臺階儀可對薄膜的厚度和表面粗糙度進(jìn)行測試分析；掃描電子顯微鏡可用于觀察薄膜表面狀態(tài)形貌；X 射線衍射儀檢測薄膜獲得衍射圖，通過XRD圖可分析出薄膜的結(jié)晶性和晶體結(jié)構(gòu)；振動樣品磁強計可以測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》