Die Filmschicht in der Verdampfungsquelle einer Heizverdampfungsanlage kann Membranpartikel in Form von Atomen (oder Molekülen) in die Gasphase überführen. Unter der hohen Temperatur der Verdampfungsquelle erhalten die Atome oder Moleküle auf der Membranoberfläche genügend Energie, um die Oberflächenspannung zu überwinden und von der Oberfläche zu verdampfen. Diese verdampften Atome oder Moleküle liegen im Vakuum, d. h. in der Gasphase, vor. Sie können metallische oder nichtmetallische Materialien enthalten.
In einer Vakuumumgebung lassen sich die Heiz- und Verdampfungsprozesse von Membranmaterialien verbessern. Das Vakuum reduziert den Einfluss des Atmosphärendrucks auf den Verdampfungsprozess und vereinfacht ihn somit. Unter Atmosphärendruck muss das Material einem höheren Druck ausgesetzt werden, um den Gaswiderstand zu überwinden. Im Vakuum ist dieser Widerstand stark reduziert, wodurch das Material leichter verdampft. Bei der Verdampfungsbeschichtung sind die Verdampfungstemperatur und der Dampfdruck des Ausgangsmaterials wichtige Faktoren für dessen Auswahl. Die Verdampfungstemperatur von Cd(Se, S)-Beschichtungen liegt üblicherweise zwischen 1000 und 2000 °C. Daher muss ein Ausgangsmaterial mit einer geeigneten Verdampfungstemperatur gewählt werden. Aluminium beispielsweise verdampft unter Atmosphärendruck bei 2400 °C, seine Verdampfungstemperatur sinkt jedoch im Vakuum deutlich. Dies liegt daran, dass sich im Vakuum keine atmosphärischen Moleküle befinden, wodurch die Aluminiumatome bzw. -moleküle leichter von der Oberfläche verdampfen können. Dieses Phänomen ist ein wichtiger Vorteil für die Vakuumbedampfung. In einer Vakuumatmosphäre verläuft die Verdampfung des Schichtmaterials einfacher, sodass dünne Schichten bei niedrigeren Temperaturen gebildet werden können. Diese niedrigere Temperatur reduziert die Oxidation und Zersetzung des Materials und trägt somit zur Herstellung hochwertigerer Schichten bei.
Bei der Vakuumbeschichtung wird der Druck, bei dem sich die Dämpfe des Filmmaterials in einem festen oder flüssigen Zustand im Gleichgewicht befinden, als Sättigungsdampfdruck bei dieser Temperatur bezeichnet. Dieser Druck spiegelt das dynamische Gleichgewicht von Verdampfung und Kondensation bei einer gegebenen Temperatur wider. Typischerweise ist die Temperatur in anderen Bereichen der Vakuumkammer deutlich niedriger als die Temperatur der Verdampfungsquelle, wodurch die Kondensation verdampfender Membranatome oder -moleküle in anderen Bereichen der Kammer erleichtert wird. Ist die Verdampfungsrate in diesem Fall größer als die Kondensationsrate, so erreicht der Dampfdruck im dynamischen Gleichgewicht den Sättigungsdampfdruck. Das heißt, in diesem Fall ist die Anzahl der verdampfenden Atome oder Moleküle gleich der Anzahl der kondensierenden, und es stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein.
–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsmaschinenGuangdong Zhenhua
Veröffentlichungsdatum: 27. September 2024