ПРИБОР ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ В ВАКУУМЕ Советский патент 1951 года по МПК G01N21/71 

Предметом изобретения является прибор для испарения металлов в вакууме с целью определения оптических свойств металлов и сплавов, свободных от поверхностных пленок.

При помощи предлагаемого прибора осуществляется испарение металлов и конденсация их на любую подложку (стекло, кварц, слюду и т.п.) в высоком вакууме (порядка 10^-5-10^-6 рт. ст.) с одновременным измерением оптических констант полученных металлических пленок: коэффициента преломления n и коэффициента адсорбции . Из коэффициентов n и может быть получен путем вычисления коэффициент отражения R. Кроме измерения оптических констант, посредством этого прибора легко измерить толщины тонких невидимых окисных пленок, образующихся в момент соприкосновения чистой поверхности металла с кислородом воздуха, а также производить измерения оптических состояний металла в любых газовых системах.

Отличительная особенность предлагаемого прибора заключается в том, что он снабжен столиком, устройство которого позволяет шарнирно укрепленным держателем образца перекрывать отверстие в нижней части испарительной камеры, предохраняя тем самым нижерасположенные окна от покрытия испаряемым металлом.

Такое устройство позволяет по окончании испарения, поставив держатель образца в вертикальное положение против окон, использовать для определения оптических констант металла спектрометр.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого прибора; на фиг. 2 - разрез его нижней части.

Прибор состоит из двух частей: верхней стеклянной части, представляющей собою обычно применяемый простейший тип испарителя (1), и нижней латунной части, состоящей из цилиндра (2) и столика (3), имеющего два окна (4) для оптических измерений. Цилиндр (2) имеет в верхней части конический шлиф (5) для присоединения к испарителю (1), смотровое окно (6) и подъемное устройство (7), состоящее из сильфона (8) и стержня (9), входящих в цилиндрическую часть прибора и приводимых в горизонтальное перемещение с помощью винта (10).

Столик (3) фиксируется штифтами (11), уплотняется вакуумной резиной и затягивается винтами.

Верхняя плита (12) столика (3) делит цилиндр (2) на две части: верхнюю испарительную и нижнюю измерительную (оптическую часть). Плита (12) столика имеет в центре прямоугольное отверстие, а снизу на шарнире к ней подвешивается держатель (13) образцов; плоской пружиной (14) держатель откидывается в вертикальное положение.

Процесс испарения производится обычным путем в вакууме с давлением 10^-6 мм. рт. ст. Маленькие кусочки подвергаемых испарению металлов помещают в испарители, выполненные в виде небольших цилиндрических спиралей из вольфрамовой проволоки диаметром от 0,15 до 0,3 мм.

Стеклянную пластинку (или какую-либо другую подложку), на которую должен конденсироваться металл, помещают на держатель (13) и закрепляют ее.

Столик (3) с вакуумной резиновой прокладкой вставляют в цилиндр (2) и закрепляют винтами.

Затем вращением винта (10) поворачивают держатель образца в горизонтальное положение, закрывая прямоугольное отверстие в верхней плите (12) столика (3). В таком положении нижняя оптическая часть отделяется от верхней испарительной, и можно производить испарение металла. После того, как испарение закончено, винт (10) сильфона поворачивают, и держатель образца становится в вертикальное положение.

Пластинка при помощи держателя устанавливается строго под углом 120° по отношению окон (4) (т.е. 60° под углом падения света).

Измерение оптических констант или толщины невидимых тонких пленок производится посредством поляризационного спектрометра. Коллиматорная и зрительная трубы устанавливаются перпендикулярно оптическим окнам прибора.

Прибор для испарения металлов в вакууме, отличающийся тем, что, с целью определения оптических свойств испаряемых металлов и сплавов, он снабжен столиком, имеющим отверстие, перекрываемое держателем образцов, укрепленным на шарнире и установленным в нижней части испарительной камеры, имеющей окна для возможности производства оптических измерений.