По време на изпарителното покритие, образуването и растежът на филмовия слой са в основата на различни технологии за йонно покритие.
1. Нуклеация
Inтехнология за вакуумно изпаряване на покритиеСлед като частиците от филмовия слой се изпарят от източника на изпарение под формата на атоми, те летят директно към детайла във висок вакуум и образуват филмовия слой чрез нуклеация и растеж върху повърхността на детайла. По време на вакуумно изпарение енергията на атомите от филмовия слой, излизащи от източника на изпарение, е около 0,2 eV. Когато кохезията между частиците от филмовия слой е по-голяма от силата на свързване между атомите на филмовия слой и детайла, се образува островно ядро. Един атом от филмовия слой остава на повърхността на детайла за определен период от време, извършвайки неравномерно движение, дифузия, миграция или сблъсък с други атоми, за да образува атомни клъстери. Когато броят на атомите в атомния клъстер достигне определена критична стойност, се образува стабилно ядро, наречено хомогенно оформено ядро.
Гладка е и съдържа много дефекти и стъпала, което води до разлика в адсорбционната сила на различните части на детайла спрямо радиоактивните атоми. Адсорбционната енергия на повърхността на дефекта е по-голяма от тази на нормалната повърхност, така че тя се превръща в активен център, което благоприятства преференциалното зародишообразуване, наречено хетерогенно зародишообразуване. Когато кохезионната сила е равна на силата на свързване или силата на свързване между мембранните атоми и детайла е по-голяма от кохезионната сила между мембранните атоми, се образува ламеларна структура. При технологията на йонно покритие в повечето случаи се образува островно ядро.
2. Растеж
След като ядрото на филма се образува, то продължава да расте, като улавя падащите атоми. Островите растат и се комбинират помежду си, за да образуват по-големи полукълба, като постепенно образуват полусферичен островен слой, който се разпростира по повърхността на детайла.
Когато атомната енергия на филмовия слой е висока, той може да дифундира достатъчно по повърхността и може да се образува гладък, непрекъснат филм, когато последващите входящи атомни клъстери са малки. Ако дифузията на атомите по повърхността е слаба и размерът на отложените клъстери е голям, те съществуват като големи полуостровни ядра. Горната част на островното ядро има силен ефект на засенчване върху вдлъбнатата част, т.е. „ефект на сянка“. Проекцията на повърхността е по-благоприятна за улавяне на последващите отложени атоми и преференциален растеж, което води до нарастваща степен на вдлъбнатина на повърхността, за да се образуват конични или колоновидни кристали с достатъчен размер. Между коничните кристали се образуват проникващи кухини и стойността на грапавостта на повърхността се увеличава. При висок вакуум може да се получи фина тъкан, като с намаляване на степента на вакуум микроструктурата на мембраната става все по-дебела.
Време на публикуване: 24 май 2023 г.