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真空镀膜实验室建设和管理实践

［摘要］本文详细介绍了福州大学真空镀膜实验室的建设现状和管理实践,提出了目前实验室建设中存在的不足.该实验室的建设,完善了电子科学与技术、微电子学与固体电子学、光电子学等专业的实验教学,有利于提高学生的实践能力和创新能力,同时也为教师和研究生的科研工作提供了科研平台.

［关键词］真空镀膜；后处理；材料及器件表征；规范化；安全管理

［中图分类号］ G482 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2018）12-0079-03

真空镀膜技术起源于20世纪30年代,是在高真空的条件下,采用加热或溅射的方式将金属或非金属材料沉积到基底上而形成薄膜的一种方法.目前,真空镀膜技术主要有真空热蒸发镀膜、磁控溅射镀膜（直流溅射和射频溅射）、电子束蒸发镀膜等主流技术,采用此技术制备的薄膜具有附着力好、纯度高、膜层均匀、致密性好等诸多优点,是一种很有发展前景的技术.因此,真空镀膜技术被广泛的用于制备各种具有特殊功能的薄膜材料（例如太阳能光热转换薄膜,透明导电薄膜,太阳能光伏发电薄膜,光电存储薄膜,光敏、气敏传感器,铁电存储薄膜,节能玻璃,汽车玻璃,手机显示屏等）,是材料科学和电子科学的支撑技术之一,是高校材料、电子、微电子、光电子等专业学生毕业后从事薄膜材料、敏感元件及传感器、半导体材料与元器件、混合微电子等工作和科研工作的基础技术之一.也因此,近几年真空镀膜技术得到各高校的广泛关注.为了让学生能够更加深入的掌握此技术,同时提高他们的创新能力,福州大学建立了真空镀膜实验室.本文详细介绍了福州大学真空镀膜实验室的建设现状和管理实践.该实验室的建设,完善了电子科学与技术、微电子学与固体电子学、光电子学专业的实验教学,有利于提高学生的实践能力和创新能力.

一、真空镀膜实验室建设现状及课程开设

真空镀膜实验室是福州大学物理与信息工程学院针对电子科学与技术、微电子与固体电子学、光电子学等专业本科教学的需要而建立的专业实验室,主要承担以上专业的实验教学及毕业设计工作.同时,为了更加有效的利用资源,充分发挥实验室的功能,真空镀膜实验室也为本学院相关专业的研究生提供科研平台.

（一）实验室建设现状

实验室分为四个区域：清洗间、真空镀膜间、后处理间、测试表征间.目前实验室已配备了真空镀膜实验相关的仪器设备.清洗设备包括：纯水机、超声波清洗机.真空镀膜设备包括：原子层沉积系统、磁控溅射镀膜机、电子束蒸发镀膜机、热蒸发镀膜机.后处理设备包括：马弗炉、硫化炉、硒化炉等.材料性能表征设备包括：紫外可见近红外分光光度计、Hall测试仪、台阶仪、拉曼测试仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪.器件特性测试仪器包括半导体参数测试仪、量子效率测试系统、深能级瞬态谱仪等.以上设备可以充分保障电子类专业的师生开设真空镀膜工艺相关的实验教学及科研创新工作.

（二）课程开设

根据电子科学与技术、微电子学与固体电子学和光电子学专业特点和培养方案,已在实验室开设了真空镀膜实验课程.该课程是电科类专业的专业课,面向高年级的本科生,是在学习真空镀膜技术、半导体物理、半导体物理与器件等理论课程之后而开设的独立实验课,是理论教学的深化和补充,具有很强的实践性.实验室一次能容纳30多人同时进行真空镀膜制备功能薄膜材料、器件及测试表征的实验,满足约180人的专业实验课的需要.同时可为高年级本科生和科学研究团队,在功能薄膜材料工艺、器件制作方面开展创新实验和研究提供支撑平台.目前开设的实验项目包括单项工艺实验、综合设计制作实验、创新实验.单项工艺实验的目的是让学生掌握真空镀膜工艺原理、工艺流程及设备使用,设置了以下六个实验：基片清洗、磁控溅射镀膜（金属膜）、电子束蒸发镀膜（金属膜）、热蒸发镀膜（金属膜）、样品后处理、材料及器件的表征分析.综合设计制作实验是单项实验的深化,要求学生通过查阅资料,独立选择一种半导体材料（如硫系化合物薄膜：铜锌锡硫薄膜CZTS、硫化亚锡薄膜SnS、铜锡硫薄膜CTS、铟锡氧薄膜ITO、氧化锌薄膜ZnO、掺铝氧化锌薄膜AZO等）或金属薄膜（铜薄膜Cu、铝薄膜Al、锌薄膜Zn、锡薄膜Sn、银薄膜Ag等）,进行工艺流程综合实验及材料性能的测试表征（通过X射线衍射XRD和拉曼测试表征分析薄膜材料的结构；通过扫描隧道显微镜SEM测试表征分析薄膜材料的形貌；通过测试材料的透过率和反射率分析薄膜材料的光学特性；通过霍尔测量表征分析薄膜材料的半导体特性）,让学生对真空镀膜工艺的整个流程有更全面、更深入的了解.创新实验是为本科生开放一些仪器设备,进行创新性实验和课题研究.这些课题可以是研究生的一些子课题,也可以是本科生自行查阅资料、与指导老师讨论后提出的课题.课程开设的目的是提高学生的科研能力和创新能力,为将来从事科研工作打下坚实的基础.

二、实验室管理实践

实验室的设备配备为实验的顺利进行提供了硬件基础,而实验室的运行机制、管理模式对于合理的资源管理、实验室的安全运行、提升实验室的整体服务水平具有极其重要的作用,是实验室可持续发展,以及顺利、有效、安全的开展实验教学、科研工作的有力保障.

（一）建设规范化实验室

传统实验室由于主要是一些小型设备,在实验室的管理中大多采用传统的实验室管理模式,存在着诸多的问题.1.管理制度不健全,造成设备使用与管理脱节,对设备使用者和管理者缺少必要的制度约束,设备使用者由于不规范的操作造成的设备损坏没有制度上的惩处,导致实验室存在安全隐患.2.实验设备配备缺乏科学论证,无法兼容实验教学和科研共享,造成资源的严重浪费.3.实验人员的培养机制不健全,目前很多高校在实验室管理理念上还比较滞后,对实验室管理人员和技术人员的业务培训不够重视,使得实验室管理人员的业务水平及专业知识跟不上实验设备的快速发展.真空镀膜实验室不同于传统的实验室,具有环境洁净、无污染,实验仪器设备昂贵,实验过程中会产生有害有毒的废液、废气和废水等特殊性,如果沿用传统的实验室管理模式,势必会造成实验室设备资源的浪费,更有甚者会使实验室具有重大的安全隐患,给实验室设备及实验人员的人身安全造成安全威胁.如何有效的管理实验室,保证实验室设备高效利用的同时,保障实验室设备及实验人员的安全是实验室管理中的重中之重,因此,建立一套规范、科学的管理条例及规章制度是非常必要的.

首先,必须制定一些行之有效的实验室规章制度并张贴在实验室的墙上,这些规章制度将作为对学生、老师及实验人员进入实验室的基本要求,约束相关人员的行为,保障实验室有序、安全的开展实验工作.目前已建立的规章制度有《实验室安全守则》《实验室消法安全管理制度》《实验室安全卫生工作管理条例》《实验室危险废弃物处理管理规定》《危险物品安全管理规定》.

其次,为了保障实验教学、科研的有序进行,应对实验室的日常工作进行规范的记录并归档,以便后期查阅,主要包括三个方面：1.耗材的购买及实用情况；2.设备的使用采取规范的预约制度,必须在设备使用至少一周前进行预约登记,同时在仪器使用过程中必须做好实验记录；3.设备管理人员必须做好设备使用的培训记录和设备维修记录.以上材料定期归档,以便后期查阅.

再次,真空镀膜实验室会用到一些有毒有害的化学品及高压气瓶等,为了实验室的安全,化学品的购置、存放及使用必须要有严格的管理规范.在危险化学品的购置及使用方面,制作了《易制爆化学品采购申请表》《购买易制爆危险化学品流向信息备案表》《实验室管制类化学品出入库台账》等规范文档.同时,在实验室化学药品的存放过程中,遵从必须要有清晰的标识、必须分类存放、必须双人管理的原则.在高压气瓶的管理上,要遵从以下原则：不同性质的气瓶分类摆放；钢瓶必须固定；特殊气体的钢瓶必须配置具有自动报警、通风功能的气瓶柜.

最后,实验室的废物、废气、废液处理,要遵从标识清晰、分类存放、及时送学校设备处统一处理的原则,并且制订《危险废物管理台账》,以备后查.

（二）建设安全实验室

真空镀膜实验室有贵重的实验仪器设备,这些仪器都是大功率电器,一旦发生安全事故,轻则造成仪器设备损坏,致使教学、科研实验无法进行,重则将会造成人员伤亡,使师生员工的家庭及社会、国家蒙受重大的损失.因此,强化实验室安全管理,才能保障教学、科研的正常运行,确保实验室人员和财产的安全.

针对上述情况,主要从三个方面入手：

第一,从实验室硬件建设考虑,配备实验室安保系统,随时监控实验室安全状况；配备烟感系统、消防设施、应急处理设施（如实验室喷淋装置、实验室洗眼器）等硬件设施,以备紧急使用.

第二,加强实验室安全管理.设立实验室安全责任人和安全管理人,负责实验室的安全管理工作；检测监督实验室技术规范和操作规程的执行情况,定期组织开会；制订安全事故应急处置预案并打印出来挂贴在墙上,实验室危险部位设置明显的危险标识或安全警示标志；定期对安全设施设备进行检查、维护和更新,确保完好有效,填写安全工作日志或记录；定期对实验室进行安全检查,填写《实验室安全检查自查表》,发现问题上报学院并及时整改,实验室每台设备配备专门的老师进行管理、维护及给使用设备的师生进行培训.

第三,加强实验人员的培训.进入实验室工作的师生必须经由实验室安全负责人进行安全教育,由仪器负责人进行仪器安全操作培训,签订实验室安全责任书并征得实验室安全管理人员及仪器负责人的同意后方可进入实验室工作.

（三）当前存在的不足

1.加强师资队伍建设

实验师资队伍是高校实验教学、科研、科技开发和实验室建设、使用及管理的基本力量,实验室人员的业务素质及管理能力的高低,直接影响着实验室教学、科研和设备管理工作的质量.因此,必须进一步加强实验师资队伍建设,需要从三个方面入手；第一,注重优良品德的培养.培养他们敬岗爱业,全心全意为教学、科研服务的意识.第二,注重实验人员知识面的培养.培养他们的思维能力、创新能力和解决问题的能力.第三,加强业务能力的提高,包括提高实验人员的管理水平和专业技术能力.主要措施有：引进优秀人才,组织优秀实验人员出国深造,鼓励优秀的低学历实验人员提升学历教育,鼓励实验人员参加有关实验室管理的研讨会,参观其他高校的实验室,组织实验室人员参加培训,提高专业技能等.

2.建立和完善开放式实验室

开放式实验室是指在时间上实验室为学生自由开放,学生可以自行安排时间进行实验；在实验的开展过程中,学生可以在完成基础实验的基础上自己设计实验方案,利用自己的方法开展一些设计性、综合性、研究性的实验.开放式实验室的建立,首先,将能够充分发挥学生的主观能动性,给他们提供一个彰显个性、展示自我的机会.其次,也能初步训练他们的科研能力,培养他们的创新意识、创新思维和创新能力.最后,也能够让学生充分体会到科研工作的艰辛,使他们更加珍惜实验机会.而开放实验室也给教师工作带来了一定的困难,如实验室的开放时间安排、实验仪器的管理、参与人员的工作安排等,可以参考国外开放实验室的管理模式,建立一系列的开放实验室制度,这样才能保障开放实验顺利进行.

三、结语

实验室是广大师生进行教学、科研工作的重要场所,规范化、安全的实验室的建设与管理是实验教学、科研顺利进行的有力保障.通过大量借鉴国内外真空镀膜实验室的建设及管理经验,福州大学建成了真空镀膜实验室,进行了管理实践,但在实验室整体规划和管理方面还存在着不足,需要进一步吸取国内外实验室管理的宝贵经验,不断加强实验室建设和提升实验室管理水平,以便更好地为实验教学服务,培养出适应行业发展趋势的创新人才.

［参考文献］

［1］王福贞,刘欢,那日送. 离子镀膜技术的进展［J］. 真空,2014（5）：1-8.

［2］王福贞. 真空镀膜技术的进展［D］. 太原：第十一次全国热处理大会论文集,2015（7）：1153-1159.

［3］黄展云,陈晖,谢德英,等. 半导体工艺实验室的建设与管理实践［J］. 实验室科学,2016（6）：205-208.

［4］郑晓东,赵月琴. 新加坡大学实验室管理及实验队伍建设情况调研［J］. 实验技术与管理,2011（9）：168-171.

［5］张卫明,王红梅. 高校实验室设备智能化管理模式探析［J］. 实验室研究与探索,2018（1）：247-251.

［6］李邦军. 浅谈高校实验室规范化管理的建设［J］. 光谱实验室,2010（4）：1333-1335.

［7］徐金荣,徐嘉祥,杨玲,等. 实验室规范化管理的思考与实践［J］. 实验室研究与探索,2012（5）：162-164.

［8］应窕. 浅谈高校实验室危险化学品的建设和管理［J］. 山东化学,2015（44）：111-113.

［9］温光浩,周勤,程蕾. 强化实验室安全管理,提升实验室管理水平［J］. 实验技术与管理,2009（4）：153-157.

［10］丁留贯,陈玉林,赵学余,马占源. 对高校实验师资队伍建设的思考［D］. 北京：2007 首届全国高等学校实验室工作论坛,2007：204-207.

［11］杨小静,季诚响. 物理实验实施开放式教学的探索［D］.长春：第三届全国高等学校物理实验教学研讨会,2004：17-19.