پست الكترونيكي: چكيده ١. مقدمه

Transcript

1 مجلة پژوهش فيزيك ايران جلد ۱۱ شمارة ۱ بهار ۱۳۹۰ استفاده از روش جذب تشديدي براي اندازهگيري چگالي اتمهاي مس در لايه نشاني به روش كندوپاش پلاسمايي حميد نقش ا را ۲ ۱ ۱ صمد سبحانيان و نادر صادقي ۱. دانشكدة فيزيك دانشگاه تبريز ۲. لابراتوار اسپكتروسكوپي دانشگاه گرونوبل فرانسه پست الكترونيكي: (دريافت مقاله: ۱۳۸۹/۴/۳۰ دريافت نسخة نهايي: ۱۳۸۹/۱۲/۱۱) چكيده در اين مقاله چگالي اتمهاي مس كه به عنوان هدف انتخاب شده است با روش طيف نگاري جذبي تشديدي براي فشارهاي مختلف گاز كاري و توانهاي مختلف منبع تغذيه سيستم پلاسما اندازهگيري شده است. به عنوان منبع نور براي طيف نگاري جذبي تشديدي از يك لامپ كاتد توخالي مس lamp) (Cu hollow cathode استفاده شده است. ضمنا با اضافه كردن درصد مناسبي از نيتروژن به گاز كاري ا رگون با استفاده از طيف دوراني مولكول نيتروژن و با بهرهگيري از يك برنامه كامپيوتري مناسب دماي گاز به دست ا مده است. واژههاي كليدي: اسپكتروسكوپي جذبي تشديدي كند و پاش پلاسمايي ١. مقدمه تخليه الكتريكي با مگنترون در سي سال اخير بهطور وسيعي در صنعت براي ساخت لايههاي نازك فلزي نيتريدي اكسيدي و غيره به كار برده شده است [۱ و ۲]. اما تنها در دو دهه اخير است كه كوششهاي وسيعي براي مطالعة تخليه الكتريكي در مگنترون از ديدگاه فيزيك تخليه الكتريكي صورت ميپذيرد. در اين وسيله هدفي كه قرار است كند و پاش گردد در برابر سطحي كه به عنوان زير پايه قرار است روي ا ن لاية نازك تشكيل گردد قرار ميگيرد. فاصلة بين هدف و زيرلايه بايد به اندازة كافي كوچك باشد تا تعداد برخورد بين ذرات كنده شده از هدف و مولكولهاي گاز حاي ل محدود باشد. اين محدوديت ايجاب ميكند كه فشار محيط اطراف در بازة ميلي تور قرارگيرد. تخلية الكتريكي در گاز حاي ل توسط اعمال ولتاژ DC و يا امواج راديويي با بسامد ۱۳/۵۶ مگا هرتز ايجاد ميگردد. تخلية الكتريكي در فشار پايين احتياج به كمك گرفتن از ميدان مغناطيسي دارد تا الكترونها در اين ميدان تاحدودي محبوس گردند و نرخ يونيزاسيون افزايش يابد. در اغلب تخليههاي الكتريكي با مگنترون اين ميدان با قرار دادن ا هنرباي داي مي در پشت كاتد توليد ميشود به صورتي كه خطوط ميدان مغناطيسي ناشي از ا ن سطح هدف را قطع كنند. بنا بر اين الكترونها بيشترين انرژي خود را در ناحيهاي كه تخلية منفي وجود دارد رها ميسازند كه در جوار سطح هدف است [۳]. يونهاي گازي ايجاد شده در اين تخليه به سطح هدف بر خورد نموده و باعث كند و پاش شدن ا ن ميگردند.در تخلية DC هدف بايد از جنس هادي جريان الكتريكي مثل فلزات باشد ولي در تخليه توسط امواج راديويي چنين محدوديتي وجود ندارد. اتمهاي

2 جلد يازدهم شمارة ۱ حميد نقش ا را صمد سبحانيان و نادر صادقي ۵۶ كند و پاش شده بعد از تعداد محدود برخورد با مولكولها و يونهاي موجود در پلاسما خود را به زير لايه رسانده و روي ا ن لاية نازكي را تشكيل ميدهند. بهبود كيفيت و نرخ لايه نشاني براي سيستمهاي كند و پاش پلاسمايي هميشه مورد توجه بوده است. بنابراين براي دستيابي به ايدة چنين بهبودي نيازمنديم كه چگالي اتمهاي فلز را در داخل پلاسما بهدست ا وريم. پارامتر مهم ديگر دانستن چگالي اتمهاي گاز حاي ل است كه كميت مسير پويش ا زاد ميانگين را در طي مسير از هدف تا زيرلايه را كنترل ميكند. اين چگالي بهطور مستقيم با فشار اندازهگيري شده براي گاز داخل محفظة خلاء p توسط قانون گازهاي كامل مرتبط است. بنابر اين اندازهگيري اين دو كميت مهم يعني چگالي ذرات فلزي كند و پاش شده و دماي گاز و بررسي ارتباط ا نها توسط پارامترهاي پلاسمايي ميتواند باعث درك بهتر فرا يند لايه نشاني و كنترل ا ن جهت بهبود كيفيت لايه نشاني گردد. براي اندازهگيري چگالي اتمها و يا يونهاي فلزي در لايه نشاني تكنيكهاي مختلفي وجود دارد مانند جذب پرتوهاي ليزري LA) (Laser absorpton : يا فلوي ورسانس ليزري القايي :LIF) (Laser nduced fluorescence [۴] طيف سنجي جرمي :MS) (Mass spectrometry و روش طيف سنجي جذبي نوري ) OAS ( Optcal absorpton spectroscopy : و روش جذب تشديدي نوري ROA) (Resonance optcal absorpton :.[۵] روش اخير كم هزينهترين روش ميباشد كه در ا ن به عنوان چشمة نوري از تنها يك لامپ كاتد خالي :HCL) (Hollow cathode lamp استفاده ميكنند. علاوه بر اين با اين روش ميتوان مقدار مطلق چگالي عددي ذرات جاذب فوتون را بهدست ا ورد. (يعني چگالي عددي اتمها و يونهايي كه در حالت پايه و يا در حالت شبه پايدارقرار دارند) [۶ و ۷]. توضيح كلي در مورد روش جذب تشديدي را ميتوان در مرجع [۷] مطالعه نمود. نور توليدي از يك لامپ تجارتي كاتد توخالي (HCL) از فلز مورد نظر (در اينجا از نوع مس ( از ميان پلاسماي توليدي توسط مگنترون :MP) (Magnetron plasma عبور نموده و وارد يك تكرنگ ساز (Monochromator) ميگردد. تكرنگ ساز خط طيفي مورد نظر را از بقيه خطوط طيفي موجود در پلاسما جدا نموده و ا نرا به يك ا شكار ساز نوري هدايت ميكند و ا شكار ساز شدت نور اين خط تشديدي را ثبت ميكند. در حضور اتمهاي فلزي در داخل پلاسما كسري از فتونهاي تشديدي توسط اتمهاي فلزي جذب شده و شدت اوليه رسيده به ا شكار ساز كه در غياب ا مت هاي فلزي ا ن را I ميناميم به مقدار I o كاهش مييابد. در اغلب موارد خط طيفي نشري توسط لامپ كاتد توخالي و ضريب جذب اتمهاي فلزي بر حسب فركانس داراي نمايههاي يكسان ميباشند كه ميتواند شامل پهن شدگي دوپلري براي يك خط تنها يا در حالت پيجيده داراي ساختار فوق ريز ناشي از اندركنش اسپين هسته و مداري و همچنين جابجايي ناشي از وجود ايزوتوپهاي مختلف فلزي باشد. (در مورد مس حالت پيچيده حاكم است چون داراي دو ايزوتوپ با اسپن ۳/۲ ميباشد). ارتباط بين تغيير در شدت نور منتشره با ضريب جذب بر طبق قانون بير- لامبرت بيان ميشود كه در ادامه شرح داده خواهد شد. با دانستن نسبت شدت نور خروجي به ورودي تنها مجهول چگالي اتمهاي جاذب خواهد بود كه ميتوان از روي مقادير معلوم ا نرا محاسبه نمود. دماي گاز نيز يك پارامتر كليدي براي درك بهتر فرا يندهاي موجود در پلاسماي نامتعادل است. بنابراين بي معني است كه بدون دانستن دماي جنبشي اتمهاي خنثي سعي در مدل سازي براي ا نها نماييم. براي تعيين تجربي دماي گاز اكثر روشهاي مورد استفاده تا كنون بر پايه روشهاي نوري بوده است زيرا ا نها مختل كننده نبوده و با طبيعت پلاسما سازگار ميباشند. در حضور گازهاي مولكولي در حالتي كه چگالي گاز به اندازه كافي باشد تا در اثر برخوردها تعادل در بين درجات ا زادي دوراني و انتقالي ايجاد گردد دماي گاز را ميتوان بر حسب توزيع جمعيتي دوراني در حالت تحريك شده يا پايه مولكولي بيان نمود. تا كنون چندين كار تجربي بر پايه استفاده از طيف نگاري جذبي حالت پايه اتمهاي خنثي جهت تعيين دماي گاز گزارش شده است.[۱۰] روش ديگربراي اين كار بر پهن شدگي دوپلري خطوط

3 استفاده از روش جذب تشديدي براي اندازهگيري چگالي اتمهاي مس در... ۵۷ جلد يازدهم شمارة ۱ شكل ١. چيدمان ا زمايش - شرح اجزاي چيدمان : ١) محفظه خلاء ۲) زير پايه ۳) ضخامت سنج ۴) لامپ كاتد توخالي ۵) عدسي كوارتز ۶) دريچه كوارتز ۷) هدف ۸) دريچه كوارتز ۹) عدسي كوارتز ۱۰ ) تك رنگ ساز ۱۱) تكسير ساز نوري ۱۲) رايانه ۱۳) مولد پالس همزمان سازي ۱۴) منبع تغذيه براي لامپ كاتد تو خالي ۱۵) پمپ تخليه ۱۶) منبع تغذيه مگنترون ۱۷) ورود گاز ا رگون. طيفي اتمها و مولكولها مبتني است. براي استفاده از اين روش نياز به وجود ليزر قابل تنظيم در فركانس مشخص با پهناي خط طيفي بسيار باريك است كه با استفاده از ديودهاي ليزري در يك كاواك تشديد ايجاد ميگردد. به علت عدم دسترسي به چنين ليزري ما در اينجا از روش اول استفاده نمودهايم. روش طيف نگاري جذبي حالت پايه اتمهاي خنثي بر دماي دوراني مولكولهاي گاز نيتروژن مبتني است. براي اين منظور درجه خلوص %۹۹/۹۹۹ ميباشد كه با فلوي ۲۵ سانتيمتر مكعب در دقيقه( ( ۲۵SCCM وارد سيستم ميگردد (۱۷). دو پنجره از جنس شيشه كوارتز بهطور هم محور و رو به رو به فاصلة ۱۲ سانتيمتري در بالاي هدف قرار دارند ) ۶ و ۸). با استفاده از دو لولة نيم اينچي قسمتي از پلاسماي يكنواخت به طول حدود بيست سانتيمتر را براي مطالعه انتخاب كردهايم. هدف قرصي از جنس مس به قطر ۷ سانتيمتر ميباشد. منبع تغذيه مگنترون مورد استفاده (۱۶) از نوع DC بوده و توان مورد استفاده حداكثر ۲۲۰ وات بوده است. به عنوان چشمه نور يك لامپ كاتد توخالي مس از نوع Rank Hlger به كار برده شده است (۴). شعاع نور خارج شده از اين لامپ توسط يك عدسي از جنس شيشه كوارتز با فاصلة كانوني ۱۰ سانتيمتر بهصورت موازي در ميا يد (۵). اين نور از طريق يكي از پنجرههاي كوارتز موجود در بدنة محفظة خلاء وارد پلاسما گرديده و از پنجره كوارتز روبهرويي موجود در بدنه محفظه خارج ميگردد. نور خروجي كه حاوي اطلاعات ذي قيمتي از پلاسما است توسط عدسي كوارتز ديگري با فاصلة كانوني ۵ سانتيمتر (۹) به داخل يك تكرنگ ساز از نوع HR-30 هدايت ميگردد (۱۰). اين تكرنگ ساز داراي توري ۲۴۰۰ خط در ميليمتر است كه قدرت تفكيكي معادل ۱/۳ ا نگستروم را ايجاد ميكند. بعد از جداسازي خط طيفي مورد نظر از بقيه خطوط طيفي نور خروجي از تكرنگ ساز وارد يك تكثيركننده نوري Electron Tubes Lmted model از نوع P53-05 (PMT) ميگردد (۱۱). لامپ كاتد توخالي بهطور پيوسته روشن نميماند بلكه ا ن را با يك كليد الكترونيكي ساخته شده از ماسفت با فركانس ۱۰ هرتز روشن و خاموش ميكنيم (۱۴). بعد از ۵ ميلي ثانيه از شروع هر نيم پريود مولد پالس همزمان سازي تعبيه شده در مدار (۱۳) پالسي را به مدار كنترول PMT ميفرستد. در نرم افزار دادهگيري PMT زمان دريافت داده روي ۳۵ ميلي ثانيه تنظيم گرديده است. لذا PMT در نيم پريود روشن لامپ كاتد توخالي به مدت ۳۵ ميلي ثانيه و در نيم پريود خاموش لامپ نيز به مدت ۳۵ ميلي ثانيه داده را شمارش نموده و به كامپيوتر ارسال ميكند. درصد كمي گاز نيتروژن به همراه گاز كاري (ا رگون) وارد محفظه خلاء ميكنيم. با استفاده از تكنيك طيف نگاري نشري طيف نشري مولكول نيتروژن ثبت ميگردد. با فرض اينكه دماي دوراني مولكولهاي نيتروژن با دماي گاز برابر است از روي اين طيف ميتوان با شبيه سازي كامپيوتري دماي گاز را بهدست ا ورد. ۲. چيدمان ا زمايش چيدمان ا زمايشگاهي در شكل ۱ ا ورده شده است. جزء اصلي اين چيدمان سامانه كند و پاش پلاسمايي به اسم MECA-۲۰۰۰ ميباشد (۱). گاز كاري مورد استفاده ا رگون با

4 جلد يازدهم شمارة ۱ حميد نقش ا را صمد سبحانيان و نادر صادقي ۵۸ شكل ٢. ترازهاي پايه و شبه پايدار اتم مس. در مدتي كه لامپ كاتد تو خالي خاموش و پلاسما روشن است شمارش PMT شامل نشرپلاسما در خط طيفي مورد ا زمايش در داخل محفظة خلاء و شمارش زمينه مربوط بهPMT ميباشد. در مدتي كه لامپ كاتد تو خالي و پلاسما هر دو روشن هستند شمارش مربوط ميشود به مقدار شدت نور لامپ كاتد تو خالي كه از پلاسماي داخل محفظة خلاء عبور كرده و كسري از ا ن كه توسط پلاسما در خط طيفي مورد ا زمايش جذب شده است و نشر همان خط طيفي توسط پلاسماي داخل محفظه به علاوه شمارش زمينه. لذا اگر ما اين دو مقدار را از هم كم كنيم مقدار بهدست ا مده شمارش مربوط به مقدار نور عبوري پس از جذب توسط پلاسما در خط طيفي مورد ا زمايش ميباشد ) o ). I حال اگر موقعي كه پلاسما خاموش است همين كميت را دوباره حساب نماييم (يعني شمارش حالت روشن لامپ كاتد تو خالي را از حالت خاموش ا ن كم كنيم) I با تقسيم كردن اين دو مقدار به همديگر ميتوان نسبت شدت نور عبوري به نور تابيده شده به پلاسما را بهدست ا ورد. اين مقدار را اصطلاح ا ۳. اندازهگيريها و محاسبات ميناميم. در اين مقاله هدفمان ياقتن چگالي مطلق عددي اتمهاي مس در حين فرا يند كندوپاش پلاسمايي است. اتمهاي مس داراي دو حالت عمده در داخل پلاسما هستند يكي حالت پايه و ديگري حالتهاي شبه پايدار. شكل ۲ گذارهاي تراز پايه و ترازهاي شبه پايدار اتم مس را نشان ميدهد. دو خط از ترازپايه ] شبه پايدار ] ۱/۲ ۲ [ S و دو خط از دو تراز ۲ ۲ [ D ۳/۲ و ] ۵/۲ [ D ايجاد ميگردند. براي به دست ا وردن تعداد كل اتمها در واحد حجم بايد جمعيت اتمها در اين سه تراز را بهدست ا وريم. براي اين كار تعداد مطلق اتمها در واحد حجم را با استفاده از جمعيت اتمهاي موجود در حالت پايه و يكي از حالتهاي شبه پايدار فوق بهدست ا ورده و با دخالت دادن وزن ا ماري موجود بين جمعيت دو تراز شبه پايدار ا نها را با هم جمع ميكنيم و تعداد كل اتمهاي مس در واحد حجم را بهدست ميا وريم. اتم مس داراي دو ايزوتوپ Cu(%۶۹) ۶۳ و Cu(%۳۱) ۶۵ با اسپين هسته اي ۳/۲=I ميباشد. بر طبق اصول مربوط به جابهجايي ايزوتوپي و ساختار فوق ريز نمايه (پروفايل) به دست ا مده براي خطوط طيفي بسيار پيچيده است. بنابراين لازم است كه بهدقت فرمولبندي لازم براي خطوط طيفي مركب را بهدست ا وريم. فرض كنيم نور خارج شده از يك چشمه با فركانس ν نزديك به يك گذار اتمي در داخل پلاسما باشد. شدت نور را قبل از ورود به محيط جاذب با رابطة زير نشان ميدهيم [۱۱]. E( ν ) dν (۱) = 0 كه در ا ن شدت پرتو نور ورودي در فركانس ν E ( ν ) ميباشد. رابطة بين شدت كلي شعاع نور ورودي كلي شعاع نور خروجي I I o (داخل پلاسما) و ضريب جذب نور لامبرت بهدست ميا يد[ ۱۱ ]. و شدت در طول l براي محيط جاذب نور k( ν ). (۲) از رابطة بير- Eo ( ν ) Exp( k( ν ) l) E ( ν ) = پهن شده گي دوپلري براي يك خط تنها از رابطه زير بهدست ميا يد [۱۲] ν ν k( ν ) = k exp (ln ) ν a (۳) كه در ا ن (ln )kt ν = λ0 M (۴)

5 استفاده از روش جذب تشديدي براي اندازهگيري چگالي اتمهاي مس در... ۵۹ جلد يازدهم شمارة ۱ پهناي دوپلري خط كه در مورد لامپ كاتدتوخالي با دماي T e به ν e و در مورد پلاسما با T a به ν a ضريب جذب در وسط خط در فركانس λ تبديل ميگردد و k 0 ν0 = c 0 k 0 ميباشد. طبق رابطة زير بهطور مستقيم با چگالي مطلق عددي اتمهاي جاذب مرتبط است [۱۲]. ln π e k 0 = f N νa π mc 0 0 (۵) f 0 كه در ا ن قدرت نوسانگري براي گذار مورد نظر و مابقي پارامترها مقادير معلوم ومعمول هستند. در حقيقت براي يك گذار اتمي به جاي يك خط منفرد بايد چندين خط كه بهوسيله جابهجايي ايزوتوپي و ساختار فوق ريز از هم جدا شدهاند را هم براي تراز پايين و هم براي تراز بالاي گذار در نظر بگيريم. اندازة حركت زاويهاي كل F يك حالت اتمي با رابطة زير داده ميشود J I F J + I كه در ا ن J اندازة حركت زاويهاي كل الكترون ميباشد. در مورد اتم مس دو ايزوتوپ با =I ۳/۲ وجود دارد. گذار تشديدي با طول موج ۳۲۷/۴ نانومتري شامل هشت خط P / 1 S 1 / است كه چهار خط از هر ايزوتوپ ايجاد ميگردد. در هر دو ترازهاي بالا و پايين در ساختار فوق ظريف دو زير تراز ايجاد ميگردد با ۲ و ۱ =F كه باعث توليد چهار خط مجزا ميشود. با طول موج ۵۱۰/۶ نانومتري تراز P / 3 D براي گذار /5 پايين به چهار زير تراز با ۳ و ۲ و ۱ و ۰ =F و تراز بالا نيز به چهار زير سطح با =F ۱۲۳۴ تفكيك ميشود. با استفاده از قاعده 0 = F بنا بر اين براي انتخاب گذار دو قطبي ميدانيم كه ± 1 هر ايزوتوپ نه خط مجزا به دست ميا يد. چگالي اتمهاي ايزوتوپ نشان ميدهيم. (۶) ام در زير تراز "F براي تراز پايين را بهصورت زير N F " = ρ g " F " g " F F N 0 قدرت نوسانگري f 0 نيز به صورت بين زير ترازهاي هر ايزوتوپ تقسيم شده است [۱۲] S ' " " " g F F f ' " = f (۷) 0 g S كه دراين رابطه " S قدرت نوسانگري زير سطوح مربوطه F F است [۱۳]. از روابط ۳ تا ۵ براي يك پهن شدگي چند خطي دوپلري ميتوان رابطة زير را براي ضريب جذب بهدست ا ورد. ln π e 1 k( ν ) = f N ν ( ' " a π mc 0 0 ρ F F S ' " ) (۸) ν ν ' " ρ S ' " exp (ln ) 4 ' " ν a F = 0 در جمع زدن روي 'F و" F بايد دقت كنيم كه ± 1 رعايت شود. در داخل لامپ كاتد توخالي فرض ميكنيم جمعيت اتمهاي موجود در زير ترازهاي مختلف براي تراز بالا در حالت تعادل ا ماري هستند كه پهناي دوپلري ا ن كه از دماي اتمهاي خنثي داخل لامپ ν e است T e تعريف ميگردد. براي هر خط توصيف شده با اين زير ترازها ميتوانيم رابطة زير را بنويسيم [۶] 1 E( ν ) = E0 ( ρ ' " ' ") S F F ν ν ' " ρ S ' " exp (ln ) 4 ' " ν (۹) كه در رابطة (۲) براي خط نشري لامپ كاتد تو خالي و جذب پلاسما با ν هاي مربوط به هر يك از اين فرمول استفاده مينماييم. اين نمايهها براي خط ۳۲۷/۴ نانومتري و ۵۱۰/۶ نانومتري اتم مس با در نظر گرفتن ساختار فوق ظريف در شكل ۳ و ۴ رسم شدهاند. در اين شكلها نمايهها در دماهاي مختلف محاسبه شده و رسم گرديدهاند. در زير هر شكل نيز محل زيرخطوط با در نظر گرفتن شدت مربوطه مشخص شده است كه در اثر پهن شدگي دوپلري نمايه مورد نظر را ايجاد نمودهاند. براي مطالعة روش مورد استفاده ميتوان به مرجع [۱۴] مراجعه نمود. براي حل عددي معادلات يك مقدار انتخابي براي N 0 بهطور نمونه چنان در نظر ميگيريم كه به اندازه كافي كوچك باشد تا مقداري را براي نزديك باشد. سپس به كمك رابطة ايجاد كند كه به يك خيلي (۲) مقدار ) ν Eo ( را براي شعاع نور خروجي از پلاسما به ازاي هر فركانس ν محاسبه " ' " ' " F

6 جلد يازدهم شمارة ۱ حميد نقش ا را صمد سبحانيان و نادر صادقي ۶۰ شكل. ۳ نماية خط ۵۱۰/۶ نانومتري بر حسب گيگاهرتز. شكل ۴. نماية خط ۳۲۷/۴ نانومتري بر حسب گيگاهرتز. را از ا زمايش داريم و ميخواهيم لذا اين محاسبه را براي مقادير مختلف N 0 N 0 انجام ميدهيم و جدولي را براي مقادير مختلف را بهدست ا وريم) با افزايش جزي ي و N 0 هاي مربوطه تنظيم ميكنيم. حال با استفاده از ا لگوريتم نويل براي درونيابي جداول ميتوان مقدار N 0 دلخواه بهدست ا مده از ا زمايش بهدست ا ورد. را براي هر ۴. نتايج ا زمايش شكل ٥. نتايج ا زمايش- چگالي كل اتمهاي مس و ا هنگ لايه نشاني. ميكنيم. براي اين كار عرض خط را به ۶۰۰۰ قسمت تقسيم ميكنيم. سپس روي E ( ν ) و Eo ( ν ) در كل عرض خط نسبت به فركانس به روش سيمپسون انتگرالگيري ميكنيم. حال اين دو مقدار را به هم تقسيم مينماييم تا نگران مقدار E 0 نباشيم و اين مقدار از صورت و مخرج كسر حذف گردد. حاصل اين تقسيم همان مقدار انتخابي ما N 0 براي است. چون در عمل نيازمند عكس اين محاسبه هستيم (زيرا ما نتايج بهدست ا مده براي اتمهاي مس درحين كند و پاش پلاسمايي در شكل ۵ ديده ميشود. ملاحظه ميكنيم كه چگالي عددي كل اتمهاي مس كه در دو حالت پايه وشبه پايدار قرار دارند در فشار ۱۴ ميكروبار نسبت به توان اعمالي بهصورت خطي افزايش مييابد و در توان ۲۰۰ وات اعمال شده به مگنترون مقدار ا ن 10 / 1417 در سانتيمتر مكعب است. 1 محور سمت راست اين نمودار نيز نشان دهندة ا هنگ لايه نشاني است كه در اين توان مقدار ا ن o 09A / / s است. ۵. جمعبندي همان گونه كه در شكل ۵ ديده ميشود در توانهاي بالاتر از ۴۰

7 استفاده از روش جذب تشديدي براي اندازهگيري چگالي اتمهاي مس در... ۶۱ جلد يازدهم شمارة ۱ وات اعمال شده به مگنترون تعداد جمعيت اتمهاي موجود در حالت شبه پايدار به شدت زياد ميشود و در توان ۶۰ وات تعداد ا نها از تعداد اتمهاي موجود در حالت پايه نيز بيشتر ميگردد. لذا با توجه به اين مسي له بايد در بهدست ا وردن كل تعداد اتمها جمعيت اتمهاي شبه پايدار را نيز به حساب ا وريم. در بعضي از كارهايي كه قبلا در اين زمينه انجام شده است با تصور اينكه طول عمر اتمها در حالت شبه پايدار كم است جمعيت ا نها را ناديده گرفتهاند كه با توجه به اين مطالب قابل قبول نميباشد و بايد جمعيت شبه پايدارها را نيز به حساب ا ورد [۱۵]. 9. S Konstantnds A Rcard M Gancu J P Dauchot C Ranea and M Hecq J. Appl. Phys. 95 ( 004) D K Otorbaev V N Ochkn P L Rubn S Y Savnv N N Sobolev and S N Tskha Techncal Report supp. Lebedev Phys. Inst. academy of scences of USSR (1989) P Baltayan F Hartmann I Hkmet and N Sadegh J. Chem. Phys. 97(199) W L Wese M W Smth and B M Glennon Atomc Transton Probabltes NSRDS-NBS4 1 (1966). 13. A Messah Mecanqe Quantque Dunod Pars (1960). 14. J Tenenbaum I Smlansk S Gabay L A Levn G Erez and S Lav Optcs Comm. 3 (1980) A Cortona W. Husnsky and G. Betz Phys. Rev. B 59 (1999) مراجع 1. J E Mahan Physcal Vapour Deposton of Thn Flms New York Wley (000).. R A Powell and S M Rossnagel Thn Flms San Dego Academc (1999). 3. F Gumaraes J B Almeda and J Bretagene J. Vac. Sc. Technol. A 9 (1991) R Ramos G Cunge M Touzeau and N Sadegh J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (008) L Xu N Sadegh V M Donnelly and D J Economou J. of Appl. Phys. 101 (007) A C G Mtchell and M W Zemansky Resonance Radaton and Excted Atoms Cambrdge Unversty Press London (1971). 7. O Ohebsan N Sadegh C Trassy and J M Mermet Optcs Communcaton 3(1980) NIST Atomc Database web ste: http - //physcs.nst.gov/ch-bn/atdata/man-asd.