实验指导书-东南大学分析测试中心.PDF

电子信息材料大型实验 实验指导书 （第二版） 2009年7月 目 录 综合实验 1 粉体材料制备及性能检测………………………...……1 实验 1.1 高温固相反应法制备荧光粉材料 ..1 实验 1.2 激光粒度仪法测量粉体材料粒度…………………………………..……..3 实验 1.3 电阻法检测粉体材料粒度性能……………………………………………5 实验 1.4 粉体材料比表面积测试…………………………………………………7 实验 1.5 粉体材料综合性能测试……………………………………………….…9 实验 1.6 粉体材料电泳性能测试…………………………………………………12 实验 1.7 长余辉荧光粉发光性能测试…………………………………………...…14 实验 1.8 荧光粉温度猝灭性能测试………………………………………………..16 实验 1.9 发光材料激发光谱和发射光谱测试……………………………….….…17 综合实验 2 薄膜材料制备及性能测试…………………………20 实验 2.1 直流磁控溅射制备薄膜材料……………………………………………..20 实验 2.2 射频磁控溅射制备薄膜材料…………………………………………22 实验 2.3 薄膜结合力性能测试………...……………………………………..…24 实验 2.4 薄膜摩擦性能测试……………………………………………...……24 实验 2.5 原子力显微镜（AFM ）观察薄膜表面形貌…………….……………25 实验 2.6 溶胶-凝胶法制备薄膜材料……………………………………………26 综合实验 3 半导体工艺实验…………………..………...….…29 实验 3.1 硅晶片清洗工艺…………………………………………………………..29 实验 3.2 四探针法测量电阻率…………………………………………………31 实验 3.3 半导体霍尔效应实验……...………………………………………..…34 实验 3.4 热氧化法制备 SiO 薄膜…………………..……………….…...……40 2 实验 3.5 椭偏法测量 SiO2 薄膜折射率与厚度…………………….……………43 实验 3.6 光刻技术与工艺…………………………………………………….…45 实验 3.7 半导体变温霍尔效应……………………………………………….…47 综合实验 1 粉体材料制备及性能检测 实验 1.1 高温固相反应制备荧光粉材料 一、实验目的 1. 初步掌握高温固相法制备荧光粉的工艺； 2. 了解影响荧光粉性能的因素； 二、实验原理 荧光粉材料是指当激发源（紫外光、阴极射线等）激发下能产生可见荧光的 一类功能材料。荧光粉材料的制备有很多方法，如高温固相反应、燃烧法、溶胶 -凝胶法、共沉法，燃烧法和微波辅助加热等。其中高温固相反应法合成荧光粉 材料的合成工艺比较成熟，能保证形成良好的晶体结构，而且适于大规模工业化 生产，在实际生产中应用最为广泛。 高温固相发应法制备荧光粉样品包括配料、混料、灼烧还原、破碎、分级等 几个步骤。即将反应原料按一定化学计量比称量，并加入适量的助熔剂混合均匀， 然后在高温下烧结合成（或还原），经粉碎、过筛得到一定粒度的荧光粉材料。 高温固相反应为多种固态反应物参加的多相固态反应，反应的进行通过高温 下各种离子之间的互扩散、迁移来完成。扩散的推动力是晶体中的缺陷和各种离 子化学势，扩散的外部条件是温度和反应物之间的充分接触。因此反应之前应将 反应物研磨至很碎的细颗粒，并使它们混合均匀，以期使反应物之间有最大的接 触面积和最短的扩散距离。高的灼烧温度使为了加快反应物离子的迁移速率。值 得注意的是，即使将反应物碾碎至 10μm ，其中仍含有一万个晶胞，另一种反应 物离子需要扩散迁移通过一万个晶胞才能反应。为了促进高温固相反应，使之容 易进行，可采用在反应物中加入助溶剂。助熔剂熔点较低，在高温下熔融，可以 提供一个半流动的环境，有利于反应物之间的互扩散，有利于产物的晶化。 本实验以 Y O :Eu 红色荧光粉材料做为实验对