Nickel/Eisen (Ni/Fe 81/19 Gew.-%) Pellets Aufdampfmaterialien

Nickel/Iron (Ni/Fe 81/19 wt %) Pellets Overview

Wir verkaufen Pellets und Stückchen für die Verdampfung in Depositionsprozessen nach Stückgewicht. Die ungefähren Werkstoffpreise werden bereitgestellt, um Presiabschätzungen im Rahmen von Budgetplanungen zu ermöglichen. Actual prices can vary and may be higher or lower, as determined by availability and market fluctuations. To speak to someone directly about current pricing, please click here .

Nickel/Iron (Ni/Fe 81/19 wt %) General Information

Nickel ist ein hartes, glänzendes, silbrig weißes Metall. Es hat eine Dichte von 8,91 g/cm³, einen Schmelzpunkt von 1.453 °C und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.262 °C. Eisen ist weich, grau und metallisch. Es hat eine Dichte von 7,86 g/cm³, einen Schmelzpunkt von 1.535 °C und einen Dampfdruck von 10^-4 Torr bei 1.180 °C. Die theoretische Dichte der Nickel/Eisen-Legierung 81/19 WT% beträgt 8,7 g/cc. Eisen ist sehr reaktionsfreudig gegenüber Luft und bildet Rostflecken, die abplatzen und saubere, oxidationsanfällige Oberflächen freilegen. Nickel und Eisen sind die häufigsten Elemente im Erdkern und zwei der am häufigsten verwendeten Metalle in der modernen Industrie. Beide Elemente sind ferromagnetisch, duktil und leiten Wärme und Elektrizität. Natürlich vorkommende Nickel-Eisen-Legierungen finden sich häufig in Meteoriten. Bei der Herstellung von Halbleitern und magnetischen Speichermedien werden Nickel-Eisen-Legierungen häufig im Vakuum zu Schichten verdampft.

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.

Thermische Verdampfung von Nickel/Eisen (Ni/Fe 81/19 Gew.-%)

Nickel und Eisen haben jeweils einen Dampfdruck von ~1E^-2 Torr bei etwa 1.500 °C, wobei der Dampfdruck von Nickel bei jeder gegebenen Temperatur etwas niedriger ist.

Iron Vapor Pressure Chart

Nickel Vapor Pressure Chart

Unter Berücksichtigung des atomaren Verhältnisses, wird erwartet, dass die abgeschiedenen Schichten eine Zusammensetzung aufweisen, die der Legierung 81/19 nahe kommt. Allerdings ist die thermische Verdampfung mit Nickel-Eisen-Legierungen nur sehr schwer möglich. Beide Elemente reagieren in flüssiger Form mit hochschmelzendenRefraktärmetallen, so dass eine Verdampfung aus einem Wolframschiffchen nahezu unmöglich ist. Selbst wenn Sie ein schmales Wolframschiffchen aus dickem Blech wie unser EVS20A015W verwenden, wird die Legierung das Schiffchen stark angreifen, wodurch es reißt und bricht. Daher kann es sein, dass das Schiffchen nicht einmal einen Durchlauf hält. Auch funktioniert ein Wolframschiffchen möglicherweise deswegen nicht, weil die Gefahr besteht, dass sich die Materialien mit dem Wolfram legieren und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Schiffchens verändern. Aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte können sich Nickel und Eisen während der Verdampfung kurzzeitig trennen. Da Eisen bei gleicher Temperatur wie Nickel einen etwas höheren Dampfdruck hat, können Schichten zunächst eisenreich sein.

Eine Alternative ist die Verdampfung aus einem Aluminiumoxid-Tiegel. Allerdings kann dieses Verfahren auch erfolglos sein. Der Tiegel kann aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Legierung und dem Aluminiumoxid-Tiegel beim Abkühlung der Schmelze nur einen Durchlauf überleben. Da das Material am Boden des Tiegels liegt und der Boden des Tiegels in der Regel kühler ist als seine Seiten, müssen Heizung und Tiegel auf eine viel höhere Temperatur erhitzt werden, um eine Verdampfung zu erreichen. Eine Netzteil ist möglicherweise nicht in der Lage, die Quelle heiß genug zu heizen. Auch bei 1.500 °C kann der Dampfdruck des Aluminiumoxids und eventuell sogar des Wolframs eine Verunreinigung der Schicht verursachen.

Elektronenstrahlverdampfung von Nickel/Eisen (Ni/Fe 81/19 Gew.-%)

Die Elektronenstrahlverdampfung ist das bevorzugte Verfahren zur Deposition von Nickel-Eisen-Legierungen, da beide Werkstoffe für diese Methode als „hervorragend“ eingestuft werden. FABMATE® is the only crucible liner material recommended for the e-beam evaporation of nickel/iron. Der Tiegel ist jedoch auf einen Durchlauf beschränkt. Während der Verdampfung schmilzt das Nickel/Eisen und haftet an den Tiegelwänden. Upon cooling and reheating (if it makes it that far), the difference in thermal contraction and expansion of the nickel/iron and the FABMATE® liner will cause immense stress on the liner and it will crack.

Ein wichtiger Prozesshinweis beim Elektronenstrahlverdampfen ist die Beachtung des richtigen Füllvolumens. Wir stellen fest, dass der Schmelzpegel des Aufdampfmaterials im Tiegel direkten Einfluss auf den Erfolg der Verwendung des Tiegeleinsatzes hat. Ein Überfüllen des Tiegels führt dazu, dass der Werkstoff überläuft und einen elektrischen Kurzschluss zwischen Liner und Heizer erzeugt. Das Resultat ist die Entstehung von Rissen im Tiegel. Dies ist die häufigste Ursache für den Ausfall von Tiegeleinsätzen. Den Tiegeleinsatz zu wenig zu befüllen oder zu viel zu verdampfen bevor wieder nachgefüllt wird, kann für den Prozess ebenso nachteilig sein. Wenn der Schmelzpegel unter 30 % fällt, trifft der Elektronenstrahl mit hoher Wahrscheinlichkeit Boden oder Wände des Tiegels, was sofort zu einem Bruch führt. Unsere Empfehlung ist, den Tiegel zwischen 2/3 und 3/4 zu füllen, um diese Schwierigkeiten zu verhindern. However, even when following these fill guidelines, the FABMATE® liner will still fail during cooling.

Die Tiegeleinsätze sollten an einem kühlen, trockenen Ort gelagert und immer mit Handschuhen oder Pinzetten gehandhabt werden.

Nickel/Eisen kann auch direkt aus der Tasche der Elektronenkanone heraus betrieben werden. Aus diesem Grund bevorzugen einige Kunden einen passend geschmolzenen Block (oder Starterquelle), der direkt in die Tasche eingesetzt wird. Die beiden Hauptvorteile des Einsatzes einer Starterquelle sind die einfache Handhabung und hohe Packungsdichte. Um gebrochene Tiegeleinsätze zu vermeiden, benutzen manche Kunden die Starterquellen auch direkt in der Kupfertasche der Elektronenkanone.

Da der Verzicht auf einen Tiegeleinsatz nicht immer eine Option ist, insbesondere bei gemeinsam genutzten Systemen, verwenden einige Kunden Tiegeleinsätze aus Kupfer, anstatt das Material direkt im Pocket zu betreiben.

KJLC^® kann diese Starterquellen herstellen. Contact us by clicking here with your e-gun manufacturer, pocket size, and number of pockets in order for us to produce a quote.