臺灣博碩士論文加值系統

本實驗主要研究水在真空系統中的來源。利用不同的壓力的水氣混合氮氣進行絕熱膨脹，探討在短時間內的抽氣時，空間中的水氣附著於樣品表面的情況。以SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)方法觀察樣品表面水氣訊號的增減情況。由於儀器的改善，在量測背景值上獲得成果：(1)量測到樣品靜置於分析腔中，附著於樣品表面的水氣分子量。(2) 在傳送樣品後，可以使分析腔於6分鐘左右恢復至平時維持的氣壓，降低經由傳送樣品時所引進的水氣分子，並且可以估計經由傳送樣品動作所導入的[OH-]訊號增加量。絕熱膨脹作用之探討方面，可以看到水氣混合氮氣，進行抽氣行為後，樣品表面上的[OH-]訊號隨之增加，表示絕熱膨脹作用可能有伴隨在抽氣的行為裡。

目錄
論文摘要------------------------------------------ I
致謝--------------------------------------------- II
目錄-------------------------------------------- III
表目錄------------------------------------------- V
圖目錄------------------------------------------- VI
一、引言------------------------------------------ 1
二、原理------------------------------------------ 5
1. 二次離子質譜儀分析原理----------------------- 5
a.靜態二次離子質譜分析---------------------- 6
b.深度剖面分析------------------------------ 6
2. 絕熱膨脹原理--------------------------------- 7
3. 吸附----------------------------------------- 7
a.吸附力------------------------------------ 7
b. 吸附過程之相關係數------------------------------ 8
4. 釋氣原理------------------------------------- 9
三、實驗系統與方法------------------------------- 11
1. 實驗系統------------------------------------ 11
a. 曝水腔(Exposure chamber)---------------- 11
i. 系統簡介---------------------------- 11
ii. 水氣混和及曝水--------------------- 12
b. 準備腔(Preparation chamber)------------- 14
i. 系統簡介---------------------------- 14
c. 分析腔(Main chamber)-------------------- 15
i. 系統簡介---------------------------- 15
ii. 系統改善後的效果------------------- 16
iii. 樣品SIMS分析步驟----------------- 16
iv. 樣品分析方法----------------------- 18
v. 模擬樣品傳送動作------------------------- 19
2. 實驗樣品------------------------------------ 20
a. 樣品製造-------------------------------- 20
b. 化學清洗-------------------------------- 20
四、結果與討論----------------------------------- 22
1. 背景值的估計--------------------------------- 22
a. 實驗結果-------------------------------------- 22
b. 數據分析--------------------------------------- 23
c. 實驗誤差探討----------------------------------- 26
2. 絕熱膨脹的效應------------------------------ 26
a. 實驗結果-------------------------------------- 26
b. 數據分析--------------------------------------- 28
c. 實驗誤差探討----------------------------------- 30
五、結論----------------------------------------- 31
六、參考文獻------------------------------------- 33
附錄、SIMS儀器工作原理-------------------------- 68
表目錄
表3-1、鋁合金A6063組成成分（%）----------------- 36
表3-2、 HNO3成分表------------------------------- 37
表3-3、 HF成分表--------------------------------- 38
表4-1、 SIMS負離子分析條件----------------------- 39
表4-2、 離子束在不同物質下的濺射率--------------- 40
表4-3、曝水量與[OH-] 訊號增加量------------ 41
表4-4、樣品靜置於分析腔中，時間與[OH-] 訊號增加量------- 42
圖目錄
圖2-1、二次離子產生示意圖---------------------------- 43
圖2-2、物理吸附與化學吸附的位能曲線示意圖---------------- 44
圖2-3、Langmuir之吸附等溫圖------------------------------ 45
圖2-4、典型的氣壓與抽氣時間關係曲線--------------------- 46
圖3-1、實驗系統示意圖----------------------------------- 47
圖3-2、系統改善前後，分析腔之氣壓與抽氣時間關係圖-------- 48
圖3-3、系統改善後，準備腔之氣壓與抽氣時間關係圖----------- 49
圖3-4、曝水前與曝水後之負離子質譜圖--------------- 50
圖3-5、一次離子電流，[OH-] 訊號對抽氣時間關係圖----------- 51
圖3-6、濺射6小時前後，電流與負偏壓關係圖--------------- 52
圖3-7、濺射6小時前後，電流與正偏壓關係圖--------------- 53
圖3-8、樣品經6小時濺射後，電流與時間關係圖------------- 54
圖4-1、樣品傳送動作後- [OH-]訊號與時間關係圖------------- 55
圖4-2、樣品傳送動作後—[OH-]訊號增加量與曝水量關係圖----- 56
圖4-3、樣品靜置於分析腔中，[OH-]訊號增加量與時間關係圖--- 57
圖4-4、樣品傳送後，[OH-]訊號增加量與分析腔最高氣壓之關係圖-------------------------------------------------------- 58
圖4-5、樣品傳送時，[OH-]訊號增加量與曝水腔氣壓(開啟GV-EP時)之關係圖------------------------------------------------ 59
圖4-6、水氣(6.8 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號增加量與導入氮氣氣壓關係圖------------------------------------------------ 60
圖4-7、水氣(9.3 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號與一次離子劑量關係圖(1)--------------------------------------------------- 61
圖4-8、水氣(9.3 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號對一次離子劑量關係圖(2)--------------------------------------------------- 62
圖4-9、水氣(2.9 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號對一次離子劑量關係圖------------------------------------------------------ 63
圖4-10、水氣混合氮氣後，[OH-]訊號增加量與一次離子劑量關係圖(1)----------------------------------------------------- 64
圖4-11、水氣(2.87 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號對一次離子劑量關係圖---------------------------------------------------- 65
圖4-12、水氣混合氮氣後，[OH-]訊號增加量與一次離子劑量關係圖(2)----------------------------------------------------- 66
圖4-13、水氣(1.35 torr)混合氮氣後，[OH-]訊號與一次離子劑量關係圖---------------------------------------------------- 67

六、參考文獻
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