Během odpařování je nukleace a růst filmové vrstvy základem různých technologií iontového povlakování.
1. Nukleace
Intechnologie vakuového napařováníPoté, co se částice filmové vrstvy odpaří ze zdroje odpařování ve formě atomů, letí přímo k obrobku ve vysokém vakuu a tvoří filmovou vrstvu nukleací a růstem na povrchu obrobku. Během vakuového odpařování je energie atomů filmové vrstvy unikajících ze zdroje odpařování přibližně 0,2 eV. Když je koheze mezi částicemi filmové vrstvy větší než vazebná síla mezi atomy filmové vrstvy a obrobkem, vytvoří se ostrovní jádro. Jeden atom filmové vrstvy zůstává na povrchu obrobku po určitou dobu a vykonává nepravidelný pohyb, difuzi, migraci nebo srážky s jinými atomy za vzniku atomových shluků. Jakmile počet atomů v atomovém shluku dosáhne určité kritické hodnoty, vytvoří se stabilní jádro, nazývané homogenní tvarované jádro.
hladký a obsahuje mnoho defektů a stupňů, což způsobuje rozdíl v adsorpční síle různých částí obrobku na radioaktivní atomy. Adsorpční energie povrchu defektu je větší než energie normálního povrchu, takže se stává aktivním centrem, což vede k preferenční nukleaci, nazývané heterogenní nukleace. Když je kohezní síla rovna vazebné síle nebo je vazebná síla mezi atomy membrány a obrobkem větší než kohezní síla mezi atomy membrány, vzniká lamelární struktura. V technologii iontového pokovování se ve většině případů tvoří ostrovní jádro.
2. Růst
Jakmile se vytvoří jádro filmu, jeho růst pokračuje zachycováním dopadajících atomů. Ostrůvky rostou a spojují se a vytvářejí větší polokoule, čímž postupně vytvářejí polokulovou vrstvu ostrůvků, která se rozprostírá po povrchu obrobku.
Pokud je atomová energie filmové vrstvy vysoká, může dostatečně difundovat na povrchu a při malých následných atomových shlukech může vzniknout hladký souvislý film. Pokud je difuze atomů na povrchu slabá a velikost usazených shluků je velká, existují jako velká poloostrovní jádra. Vršek jádra ostrova má silný stínící účinek na konkávní část, což je „stínový efekt“. Projekce povrchu je příznivější pro zachycení následně usazených atomů a jejich preferenční růst, což má za následek rostoucí stupeň konkávnosti na povrchu a tvorbu kuželových nebo sloupcových krystalů dostatečné velikosti. Mezi kuželovými krystaly se tvoří pronikavé dutiny a zvyšuje se drsnost povrchu. Jemnou tkáň lze získat při vysokém vakuu, s klesajícím stupněm vakua se mikrostruktura membrány stává stále silnější.
Čas zveřejnění: 24. května 2023