加速器真空室内壁镀TiZrV/Pd复合薄膜的研究

Non-evaporable getter (NEG) alloys are able to pump most of the gases present in ultra high vacuum systems. NEG materials can be deposited as thin film on the inner wall of a vacuum chamber, transforming it from a source of gas into an effective pump. NEG film can reduce the dynamic gas load and longitudinal gradient of pressure along the vacuum chambers of a storage ring, and thus have been widely applied in foreign particle accelerators. Among the many NEGs, TiZrV alloy displays the lowest activation temperature and thus become the most common NEG film material...TiZrV has good vacuum performance, but deterioration will occur after each venting-activation cycle. Thin Pd film can be used as overlayer for protecting NEG film from oxidation and thus extend its working life greatly. Studies on simulation of sputtering deposition, preparation and characterization of TiZrV/Pd thin film will be carried out under this project. The research results can be applied in the surface treatment of vacuum chamber of particle accelerator, vacuum pumping equipment and microelectronics.

非蒸散型吸气剂（NEG）可以吸收超高真空下的大部分气体，将其镀在真空室内壁后形成NEG薄膜，可使真空室由放气源变为具有抽起作用的真空泵。NEG薄膜可以有效减小加速器储存环内的动态气载，降低其纵向气压梯度，因而在国外粒子加速器领域已获得较多的应用。TiZrV合金是迄今所发现的具有最低激活温度的NEG材料，因而成为目前最为常用的NEG薄膜材料。.尽管TiZrV有很好的真空性能，但随着激活次数的增加，其吸气能力会逐渐下降直至最终消失，而在其表面镀上一层Pd可以使NEG表面免于氧化，并使其寿命大大延长。本课题将对真空室内壁镀TiZrV/Pd复合薄膜的过程进行模拟，并对镀膜工艺以及薄膜相关性能展开系统的研究。此项研究成果不仅在加速器真空室的表面处理领域，在真空获得设备和微电子等领域都具有广阔的应用前景。

非蒸散型吸气剂（NEG）可以吸收超高真空下的大部分气体，将其镀在真空室内壁后形成NEG薄膜，可使真空室由放气源变为具有抽起作用的真空泵。NEG薄膜可以有效减小加速器储存环内的动态气载，降低其纵向气压梯度，因而在国外粒子加速器领域已获得较多的应用。TiZrV合金是迄今所发现的具有最低激活温度的NEG材料，因而成为目前最为常用的NEG薄膜材料。在TiZrV表面镀上一层Pd可以使NEG表面免于氧化，并使其寿命大大延长。.本课题通过对原有磁控溅射镀膜系统进行若干改进，对TiZiV/Pd复合薄膜的制备工艺进行系统的研究，通过调整镀膜参数可以获得满足要求的薄膜。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射仪等对TiZrV薄膜进行了相关的分析测试。搭建了一套新的二次电子测试装置，采用成熟的商用电子枪，发射电流可控制在nA量级，测量的准确度和稳定性都有所提高，采用此装置对TiZrV/Pd薄膜的SEY进行了测量。搭建了一套抽速测量系统，对TiZrV/Pd的测量正在进行当中。另外，采用PIC/MCC软件OOPIC对管道内的磁控溅射放电过程进行了模拟，研究了各参量对模拟过程的影响及放电参数对放电过程的影响。.通过本课题，掌握了加速器管道内壁镀TiZrV/Pd复合薄膜的制备工艺，积累了一定的工程经验。此项研究成果不仅在加速器真空室的表面处理领域，在真空获得设备和微电子等领域都具有广阔的应用前景。