微量天平法

作者：发布时间：2023-07-11 10:33:14点击：128

微量天平法这个方法是建立在直接测定蒸镀在基片上的薄膜质量基础之上。因此，所使用的天平必须满足专门的要求，具有足够的灵敏度，机械上是刚性的，在较高温度下易于除气并有非周期性的阻尼特性。

它是将微量天平设置在真空室内，把蒸镀的基片吊在天平横梁的一端，测出随薄膜的淀积而产生的天平倾斜，进而求出薄膜的积分堆积量，然后换算为膜厚。由此便可得到质量膜厚。

如果，积分堆积量(质量)为m，蒸镀膜的密度为p，基片上的蒸镀面积为A，其膜厚可由下式确定

t =m / pA

式中，p一般采用块材的密度值。

微量天平法的优点：灵敏度高，而且能测定淀积质量的绝对值；能在比较广的范围内选择基片材料；能在淀积过程中跟踪质量的变化等。如与偏光解析法或石英晶体振荡法并用，可用于研究金属薄膜的初期生长过程。

在一定的面积内，测定面积A的误差可以保持很小，并可忽略。因此厚度部分的误差dt/t 为

dt/t = dm/m

如果处理得当，测定质量的误差可为+2ug。

若在淀积薄膜后从真空系统中取出称重量，由于在基片上刚淀积的薄膜暴露在大气时，会立即吸附水气等，吸气后的重量变化可能比微量天平的准确度大1~2个数量级。因而，在这种情况下应用此方法测定膜厚，其精确性将受到限制。

此方法的另一个问题是不能在一个基片上测定膜厚的分布，因为所得到的是整个面积A 上的平均厚度。此外，如果薄膜的实际密度不等于块材密度时，这一等效厚度也就不是真正的厚度。通常由式 (dt/t = dm/m) 得到的厚度值稍小于实际的厚度值。