إن عملية تسخين المواد الصلبة في بيئة ذات فراغ عالي لتسامي أو تبخر وترسيبها على ركيزة محددة للحصول على طبقة رقيقة تُعرف باسم طلاء التبخر تحت الفراغ (يشار إليه باسم طلاء التبخر).
يعود تاريخ تحضير الأغشية الرقيقة بتقنية التبخير الفراغي إلى خمسينيات القرن التاسع عشر. في عام ١٨٥٧، بدأ م. فارار تجربة الطلاء الفراغي بتبخير أسلاك معدنية في النيتروجين لتكوين أغشية رقيقة. ونظرًا لانخفاض مستوى تقنية التفريغ في ذلك الوقت، كان تحضير الأغشية الرقيقة بهذه الطريقة يستغرق وقتًا طويلًا وغير عملي. حتى عام ١٩٣٠، تم إنشاء نظام ضخ ميكانيكي لمضخة انتشار الزيت، وتطورت تقنية التفريغ بسرعة، مما جعل الطلاء بالتبخير والرش تقنية عملية.
على الرغم من أن التبخير الفراغي تقنية قديمة لترسيب الأغشية الرقيقة، إلا أنها الطريقة الأكثر شيوعًا في المختبرات والمجالات الصناعية. وتتمثل مزاياها الرئيسية في سهولة التشغيل، وسهولة التحكم في معاملات الترسيب، ونقاء الأغشية الناتجة. ويمكن تقسيم عملية الطلاء الفراغي إلى ثلاث خطوات:
1) يتم تسخين المادة المصدرية وإذابتها لتتبخر أو تتسامى؛ 2) تتم إزالة البخار من المادة المصدرية لتتبخر أو تتسامى.
2) يتم نقل البخار من المادة المصدر إلى الركيزة.
3) يتكثف البخار على سطح الركيزة ليشكل طبقة صلبة.
التبخير الفراغي للأغشية الرقيقة، وعادةً ما تكون أغشية متعددة البلورات أو أغشية غير متبلورة، هو السائد في عملية تكوين الجزر من خلال عمليتي التنوي والأغشية. تصطدم الذرات (أو الجزيئات) المتبخرة بالركيزة، ويرتبط جزء منها بالركيزة بشكل دائم، ويتبخر جزء منها عن الركيزة، وينعكس جزء منها مباشرةً عن سطح الركيزة. يمكن أن يتحرك التصاق الذرات (أو الجزيئات) بسطح الركيزة نتيجةً للحركة الحرارية، كما تتراكم الذرات الأخرى في مجموعات. من المرجح أن تتكون المجموعات عندما يكون الضغط على سطح الركيزة مرتفعًا، أو في مراحل إذابة الركيزة البلورية، لأن هذا يقلل من الطاقة الحرة للذرات الممتصة. هذه هي عملية التنوي. يؤدي ترسب الذرات (الجزيئات) الإضافي إلى تمدد المجموعات (النوى) الجزرية المذكورة أعلاه حتى تتمدد لتشكل غشاءً متصلًا. لذلك، ترتبط بنية وخصائص الأغشية متعددة البلورات المُبخَّرة بالتفريغ ارتباطًا وثيقًا بمعدل التبخر ودرجة حرارة الركيزة. وبشكل عام، كلما انخفضت درجة حرارة الركيزة، ارتفع معدل التبخر، وكانت حبيبات الغشاء أدق وأكثر كثافة.
-تم نشر هذه المقالة بواسطةمُصنِّع آلات طلاء الفراغقوانغدونغ تشنهوا
وقت النشر: ٢٣ مارس ٢٠٢٤