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Lithium Li Evaporation Process Notes


Lithium (Li) General Information

Lithium wird im Periodensystem als Alkalimetall klassifiziert. Es ist das am wenigsten dichte aller Metalle und eines von nur drei anderen Metallen, die auf Wasser schwimmen. Es ist silbrig-weiß und sehr weich mit einer Dichte von 0,53 g/cc, einem Schmelzpunkt von 181 °C und einem Dampfdruck von 10-4 Torr bei 407 °C. Lithium ist außerdem leicht entzündlich und oxidiert an Luft. Während Lithium und seine Verbindungen eine Vielzahl von Industrien bedienen, wird es hauptsächlich zur Herstellung von wiederaufladbaren Batterien verwendet, die in Smartphones, Tablets, Autos und vielen anderen Produkten zu finden sind. Lithium wird zusammen mit seinen Legierungen und Verbindungen unter Vakuum für Batterien, Brennstoffzellen und optische Beschichtungen verdampft.

Lithium Li Specifications

WerkstofftypLithium
SymbolLi
Atomares Gewicht6,941
Ordnungszahl3
Farbe und AussehenSilberweiß/Grau, metallisch
Wärmeleitfähigkeit85 W/m.K
Schmelzpunkt (°C)181
Wärmeausdehnungskoeffizient46 x 10-6/K
Theoretische Dichte (g/cm³)0,53
Z-Verhältnis5,9
ElektronenstrahlGut
Thermische Verdampfungstechniken Schiffchen:  Ta
Crucible:  BN
Elektronenstrahlverdampfer Material TiegeleinsatzTantal
Temp. (°C) für gegebenen Dampfdruck Druck (Torr) 10-8:  227
10-6:  307
10-4:  407
UN-Nummer 1415
BemerkungenMetall reagiert schnell an der Luft.

Z-Faktoren

Empirische Bestimmung des Z-Faktors

Leider sind der Z-Faktor und das Schubmodul für viele Werkstoffe nicht ohne weiteres verfügbar. In diesem Fall kann der Z-Faktor auch empirisch unter Verwendung der folgenden Verfahren bestimmt werden:

  • Legen Sie den Werkstoff ab, bis die Lebensdauer des Kristalls bei 50 % oder kurz vor dem Ende der Lebensdauer des Kristalls liegt, je nachdem, was früher eintritt.
  • Legen Sie ein neues Substrat neben den verwendeten Quarzsensor.
  • Stellen Sie die QCM Dichte auf den kalibrierten Wert ein; Werkzeug auf 100 %.
  • Nehmen Sie eine Null-Kalibrierung der Schichtdickenmessung vor.
  • Dampfen Sie ungefähr 1000 bis 5000 A des Werkstoffs auf das Substrat auf.
  • Verwenden Sie ein Profilometer oder Interferometer, um die tatsächliche Dicke der Substratschicht zu messen.
  • Stellen Sie den Z-Faktor des Instruments ein, bis der korrekte Dickenwert angezeigt wird.

Eine weitere Alternative besteht darin, die Kristalle häufig zu wechseln und den Fehler zu ignorieren. Die folgende Grafik zeigt den %-Fehler in der Rate bzw. Dicke bei Verwendung des falschen Z-Faktors. Bei einem Kristall mit einer Lebensdauer von 90 % ist der Fehler vernachlässigbar, selbst für große Fehler in dem programmierten gegenüber dem tatsächlichen Z-Faktor.

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