Процесът на нагряване на твърди материали във висок вакуум за сублимиране или изпаряване и отлагането им върху специфичен субстрат за получаване на тънък филм е известен като вакуумно изпарително покритие (наричано изпарително покритие).
Историята на получаването на тънки слоеве чрез вакуумно изпаряване може да се проследи до 50-те години на 19-ти век. През 1857 г. М. Фарар започва опит за вакуумно покритие чрез изпаряване на метални проводници в азот, за да се образуват тънки слоеве. Поради технологията за нисък вакуум по това време, получаването на тънки слоеве по този начин е било много времеемко и непрактично. До 1930 г. е създадена система за комбинирано изпомпване с маслена дифузионна помпа и механична помпа. Вакуумната технология се развива бързо, но изпаряването и разпрашването стават практична технология.
Въпреки че вакуумното изпаряване е древна технология за отлагане на тънки филми, то е най-разпространеният метод, използван в лабораториите и промишлеността. Основните му предимства са лесна работа, лесен контрол на параметрите на отлагане и висока чистота на получените филми. Процесът на вакуумно покритие може да бъде разделен на следните три стъпки.
1) изходният материал се нагрява и разтопява, за да се изпари или сублимира; 2) парата се отстранява от изходния материал, за да се изпари или сублимира.
2) Парата се пренася от изходния материал към субстрата.
3) Парата кондензира върху повърхността на субстрата, образувайки твърд филм.
Вакуумното изпаряване на тънки филми обикновено е поликристален филм или аморфен филм, като растежът филм към остров е доминиращ чрез нуклеация и филм два процеса. Изпарените атоми (или молекули) се сблъскват със субстрата, част от които се прикрепват постоянно към субстрата, част от адсорбцията и след това се изпаряват от субстрата, а част от директното им отражение обратно от повърхността на субстрата. Поради термичното движение, атомите (или молекулите) могат да се движат по повърхността, като например докосването на други атоми ще ги натрупа в клъстери. Клъстерите най-вероятно се образуват там, където напрежението върху повърхността на субстрата е високо или в етапите на разтваряне на кристалния субстрат, тъй като това минимизира свободната енергия на адсорбираните атоми. Това е процесът на нуклеация. По-нататъшното отлагане на атоми (молекули) води до разширяване на споменатите по-горе островообразни клъстери (ядра), докато те се разтегнат в непрекъснат филм. Следователно, структурата и свойствата на вакуумно изпарените поликристални филми са тясно свързани със скоростта на изпаряване и температурата на субстрата. Най-общо казано, колкото по-ниска е температурата на субстрата, толкова по-висока е скоростта на изпаряване, толкова по-фини и по-плътни са зърната на филма.
–Тази статия е публикувана отпроизводител на машини за вакуумно покритиеГуандун Джънхуа
Време на публикуване: 23 март 2024 г.