في الواقع، تُعدّ تقنية الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات تقنية مركبة. فهي تقنية معالجة سطحية مركبة تجمع بين تقنية زرع الأيونات وتقنية الترسيب الفيزيائي للبخار، وتُمثّل نوعًا جديدًا من تقنيات تحسين سطح شعاع الأيونات. إضافةً إلى مزايا الترسيب الفيزيائي للبخار، تُمكّن هذه التقنية من إنماء طبقة رقيقة بأي سُمك بشكل مستمر في ظل ظروف تحكّم أكثر دقة، وتحسين بلورية الطبقة الرقيقة وتوجيهها بشكل ملحوظ، وزيادة قوة التصاق الطبقة الرقيقة بالركيزة، وتحسين كثافتها، وتصنيع طبقات مركبة بنسب قياسية مثالية عند درجة حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة، بما في ذلك أنواع جديدة من الطبقات التي لا يُمكن الحصول عليها في درجة حرارة وضغط الغرفة. لا يقتصر دور الترسيب بمساعدة شعاع الأيونات على الحفاظ على مزايا عملية زرع الأيونات فحسب، بل يُمكنه أيضًا تغطية الركيزة بطبقة رقيقة مختلفة تمامًا عن طبقة الركيزة الأصلية.
في جميع أنواع الترسيب الفيزيائي للبخار والترسيب الكيميائي للبخار، يمكن إضافة مجموعة من مدافع الأيونات المساعدة لتشكيل نظام IBAD، وهناك عمليتان عامتان لـ IBAD كما هو موضح في الصورة:
كما هو موضح في الصورة (أ)، يُستخدم مصدر تبخير بشعاع إلكتروني لتشعيع طبقة الفيلم بشعاع أيوني منبعث من مدفع أيوني، مما يحقق الترسيب بمساعدة الشعاع الأيوني. تكمن الميزة في إمكانية ضبط طاقة الشعاع الأيوني واتجاهه، ولكن لا يمكن استخدام سوى سبيكة واحدة أو عدد محدود منها، أو مركب واحد، كمصدر للتبخير، كما أن ضغط بخار كل مكون من مكونات السبيكة والمركب يختلف، مما يجعل من الصعب الحصول على طبقة فيلم بنفس تركيبة مصدر التبخير الأصلي.
يوضح الشكل (ب) عملية الترسيب بمساعدة التذرية بشعاع الأيونات، والمعروفة أيضًا باسم الترسيب بالتذرية بشعاع الأيونات المزدوج، حيث يُستخدم هدف مصنوع من مادة طلاء التذرية بشعاع الأيونات كمصدر. أثناء ترسيبها على الركيزة، يتم تحقيق الترسيب بمساعدة التذرية بشعاع الأيونات عن طريق التشعيع بمصدر أيوني آخر. تتمثل ميزة هذه الطريقة في أن الجسيمات المتذرية نفسها تمتلك طاقة معينة، مما يُحسّن التصاقها بالركيزة؛ ويمكن طلاء أي مكون من مكونات الهدف بالتذرية، كما يمكن ترسيبه بالتفاعل داخل الفيلم، مما يُسهّل ضبط تركيب الفيلم. مع ذلك، فإن كفاءة الترسيب منخفضة، والهدف باهظ الثمن، وتوجد مشاكل مثل التذرية الانتقائية.
تاريخ النشر: 8 نوفمبر 2022