Proces zahřívání pevných materiálů ve vysokém vakuu za účelem sublimace nebo odpaření a jejich nanesení na specifický substrát za účelem získání tenkého filmu je známý jako vakuové odpařování (označované jako odpařovací povlakování).
Historie přípravy tenkých vrstev vakuovým napařováním sahá až do 50. let 19. století. V roce 1857 zahájil M. Farrar pokus o vakuové nanášení povlaků odpařováním kovových drátů v dusíku za účelem vytvoření tenkých vrstev. Vzhledem k tehdejší nízkovakuové technologii byla příprava tenkých vrstev tímto způsobem velmi časově náročná a nepraktická. Do roku 1930 byl zaveden systém kombinovaného čerpání olejového difuzního čerpadla s mechanickým čerpadlem. Vakuová technologie se však rychle rozvíjela, ale odpařování a naprašování se staly praktickou technologií.
Přestože je vakuové napařování starobylou technologií nanášení tenkých vrstev, je to nejběžnější metoda používaná v laboratořích a průmyslových oblastech. Jejími hlavními výhodami jsou jednoduchá obsluha, snadné ovládání parametrů nanášení a vysoká čistota výsledných vrstev. Proces vakuového nanášení lze rozdělit do následujících tří kroků.
1) zdrojový materiál se zahřívá a taví za účelem odpaření nebo sublimace; 2) pára se ze zdrojového materiálu odstraňuje za účelem odpaření nebo sublimace.
2) Pára se přenáší ze zdrojového materiálu na substrát.
3) Pára kondenzuje na povrchu substrátu a vytváří pevný film.
Vakuové odpařování tenkých vrstev, obecně polykrystalických nebo amorfních, je dominantní růst filmu na ostrůvek, a to prostřednictvím nukleace a filmu dvěma procesy. Odpařené atomy (nebo molekuly) se srážejí se substrátem, částečně se trvale přichytí k substrátu, částečně se adsorbují a poté se odpařují ze substrátu a částečně se přímo odrážejí zpět od povrchu substrátu. Atomy (nebo molekuly) adhezně přilnou k povrchu substrátu v důsledku tepelného pohybu a mohou se pohybovat po povrchu, například se dotýkat jiných atomů a hromadit se do shluků. Shluky se s největší pravděpodobností vyskytují tam, kde je na povrchu substrátu vysoké napětí, nebo v krocích solvatace krystalického substrátu, protože to minimalizuje volnou energii adsorbovaných atomů. Toto je nukleační proces. Další ukládání atomů (molekul) vede k expanzi výše zmíněných ostrůvkovitých shluků (jader), dokud se nerozšíří do souvislého filmu. Struktura a vlastnosti vakuově odpařovaných polykrystalických filmů proto úzce souvisí s rychlostí odpařování a teplotou substrátu. Obecně řečeno, čím nižší je teplota substrátu, tím vyšší je rychlost odpařování a tím jemnější a hustší je zrno filmu.
–Tento článek vydávávýrobce vakuových lakovacích strojůGuangdong Zhenhua
Čas zveřejnění: 23. března 2024