Працэс награвання цвёрдых матэрыялаў у асяроддзі высокага вакууму для сублімацыі або выпарэння і нанясення іх на пэўную падкладку для атрымання тонкай плёнкі вядомы як вакуумнае выпарванне (пакрыццё, якое яшчэ называюць выпарным пакрыццём).
Гісторыя атрымання тонкіх плёнак метадам вакуумнага выпарэння бярэ свой пачатак у 1850-х гадах. У 1857 годзе М. Фарар распачаў спробу вакуумнага пакрыцця шляхам выпарвання металічных дротаў у азоце для ўтварэння тонкіх плёнак. З-за нізкага ўзроўню вакууму ў той час падрыхтоўка тонкіх плёнак такім чынам была вельмі працаёмкай і непрактычнай. Да 1930 года была створана сістэма сумеснага перапампоўвання алейнага дыфузійнага помпы і механічнага помпы, але вакуумная тэхналогія хутка развівалася, але толькі пасля гэтага выпарэнне і распыленне сталі практычнай тэхналогіяй.
Нягледзячы на тое, што вакуумнае выпарэнне з'яўляецца старажытнай тэхналогіяй нанясення тонкіх плёнак, у лабараторыях і прамысловых галінах ён выкарыстоўваецца найбольш распаўсюджаным метадам. Яго асноўнымі перавагамі з'яўляюцца прастата эксплуатацыі, лёгкае кіраванне параметрамі нанясення і высокая чысціня атрыманых плёнак. Працэс вакуумнага пакрыцця можна падзяліць на наступныя тры этапы.
1) зыходны матэрыял награваецца і плавіцца для выпарэння або сублімацыі; 2) пара выдаляецца з зыходнага матэрыялу для выпарэння або сублімацыі.
2) Пара перадаецца ад зыходнага матэрыялу да падкладкі.
3) Пара кандэнсуецца на паверхні падкладкі, утвараючы цвёрдую плёнку.
Вакуумнае выпарэнне тонкіх плёнак, як правіла, з'яўляецца полікрышталічнай або аморфнай плёнкай, дзе пераважае рост плёнкі да астраўкоў праз два працэсы нуклеацыі і плёнкі. Выпараныя атамы (або малекулы) сутыкаюцца з падкладкай, частка пастаянна прымацоўваецца да падкладкі, частка адсорбуецца і выпараецца з падкладкі, а частка непасрэдна адбіваецца ад паверхні падкладкі. Адгезія атамаў (або малекул) да паверхні падкладкі з-за цеплавога руху можа перамяшчацца па ёй, напрыклад, дакранаючыся іншых атамаў, яны будуць назапашвацца ў кластары. Кластары найбольш верагодна ўтвараюцца там, дзе на паверхні падкладкі высокае напружанне, або на стадыях сольватацыі крышталічнай падкладкі, таму што гэта мінімізуе свабодную энергію адсарбаваных атамаў. Гэта працэс нуклеацыі. Далейшае адкладанне атамаў (малекул) прыводзіць да пашырэння вышэйзгаданых астраўкападобных кластараў (ядраў), пакуль яны не расцягнуцца ў суцэльную плёнку. Такім чынам, структура і ўласцівасці полікрышталічных плёнак, атрыманых у вакуумным выпарэнні, цесна звязаны з хуткасцю выпарэння і тэмпературай падкладкі. У цэлым, чым ніжэйшая тэмпература падкладкі, тым вышэйшая хуткасць выпарэння, тым драбнейшыя і шчыльнейшыя зерні плёнкі.
–Гэты артыкул апублікаванывытворца вакуумных пакрыццяўГуандун Чжэньхуа
Час публікацыі: 23 сакавіка 2024 г.