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全新氪气（87K）方法直接测量薄膜材料的孔径分布
介孔二氧化硅薄膜（通常指厚度在300 到900纳米的薄膜材料）在传感器、低介电薄膜等众多领域都有着广泛应用。在薄膜中引入介孔有利于进一步降低材料的介电常数。可以说二氧化硅薄膜的介电常数与材料的孔径分布和孔容密切相关，通常情况下，小于10纳米的介孔对于降低薄膜的介电常数能起到重要作用。而薄膜中的大于10纳米的孔往往是此类材料研发、制造过程中导致器件制造失败的原因。但是，测量这类薄膜中的孔径分布和孔容却相当困难。虽然许多实验方法都可用于表征材料孔隙度，包括小角X衍射和中子散射(SAXS和SANS) 、压汞法、扫描电镜和透射电镜、核磁以及气体吸附法,但每一种表征方法都有一定的测量限制。
气体吸附法是10纳米左右孔的常规表征方法。一般而言，氮气、氩气和氪气在77.35K（液氮温度）或87.27K（液氩温度）的吸附可用以计算多孔材料的比表面积、孔径、孔分布和孔容。其中常用的氮气和氩气方法却不能用于薄膜材料的表征。这是由于对于薄膜材料来说，其总孔体积和表面积都非常小，因此由吸附所产生的压力差也极小。以氮气吸附为例，由于氮气的饱和蒸汽压约为760torr，实验过程中被吸附分子所占比例极小，在样品管自由空间中充斥着大量未被吸附的自由气体分子，即便是高精度的传感器也不足以分辨如此小的压力差。可以说测量这类薄膜材料孔径分布的关键就在于减小样品管自由空间中的自由气体分子数。
近期，美国康塔仪器公司(Quantachrome Instruments)在薄膜的孔径分布测量方面进行了大量研究，成功地将氪气方法用于孔径测量,建立全新的薄膜材料孔径测定方法。该方法已证明不仅适用于二氧化硅类的介孔薄膜材料，同时对表面氧化性的介孔材料均适用。
详情请咨询美国康塔仪器公司北京代表处，电话：800－810－0515.
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