Κατά την επικάλυψη με εξάτμιση, ο σχηματισμός πυρήνων και η ανάπτυξη του στρώματος μεμβράνης αποτελούν τη βάση διαφόρων τεχνολογιών επικάλυψης ιόντων.
1.Πυρήνωση
Inτεχνολογία επίστρωσης με εξάτμιση κενούΑφού τα σωματίδια του στρώματος μεμβράνης εξατμιστούν από την πηγή εξάτμισης με τη μορφή ατόμων, πετούν απευθείας στο τεμάχιο εργασίας σε υψηλό κενό και σχηματίζουν το στρώμα μεμβράνης μέσω πυρήνωσης και ανάπτυξης στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Κατά την εξάτμιση κενού, η ενέργεια των ατόμων του στρώματος μεμβράνης που διαφεύγουν από την πηγή εξάτμισης είναι περίπου 0,2 eV. Όταν η συνοχή μεταξύ των σωματιδίων του στρώματος μεμβράνης είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη σύνδεσης μεταξύ των ατόμων του στρώματος μεμβράνης και του τεμαχίου εργασίας, σχηματίζεται ένας πυρήνας-νησί. Ένα μόνο άτομο στρώματος μεμβράνης παραμένει στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για ένα χρονικό διάστημα κάνοντας ακανόνιστη κίνηση, διάχυση, μετανάστευση ή σύγκρουση με άλλα άτομα για να σχηματίσει ατομικά συσσωματώματα. Ο αριθμός των ατόμων στο ατομικό συσσωμάτωμα φτάνει σε μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, σχηματίζεται ένας σταθερός πυρήνας, που ονομάζεται πυρήνας ομοιογενούς σχήματος.
λείο και περιέχει πολλά ελαττώματα και βαθμίδες, γεγονός που προκαλεί τη διαφορά στη δύναμη προσρόφησης διαφορετικών τμημάτων του τεμαχίου προς τα ραδιενεργά άτομα. Η ενέργεια προσρόφησης της επιφάνειας του ελαττώματος είναι μεγαλύτερη από αυτή της κανονικής επιφάνειας, επομένως γίνεται το ενεργό κέντρο, το οποίο ευνοεί την προτιμησιακή πυρήνωση, που ονομάζεται ετερογενής πυρήνωση. Όταν η δύναμη συνοχής είναι ίση με τη δύναμη σύνδεσης ή η δύναμη σύνδεσης μεταξύ των ατόμων της μεμβράνης και του τεμαχίου εργασίας είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη συνοχής μεταξύ των ατόμων της μεμβράνης, σχηματίζεται η ελασματοειδής δομή. Στην τεχνολογία ιοντικής επιμετάλλωσης, στις περισσότερες περιπτώσεις σχηματίζεται πυρήνας νησίδας.
2. Ανάπτυξη
Μόλις σχηματιστεί ο πυρήνας της μεμβράνης, συνεχίζει να αναπτύσσεται παγιδεύοντας τα προσπίπτοντα άτομα. Τα νησίδια αναπτύσσονται και συνδυάζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μεγαλύτερα ημισφαίρια, σχηματίζοντας σταδιακά ένα ημισφαιρικό στρώμα νησίδων που απλώνεται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.
Όταν η ατομική ενέργεια του στρώματος μεμβράνης είναι υψηλή, μπορεί να διαχυθεί επαρκώς στην επιφάνεια και μπορεί να σχηματιστεί μια ομαλή συνεχής μεμβράνη όταν τα επόμενα εισερχόμενα ατομικά σμήνη είναι μικρά. Εάν η διάχυση των ατόμων στην επιφάνεια είναι ασθενής και το μέγεθος των εναποτιθέμενων σμηνών είναι μεγάλο, υπάρχουν ως μεγάλοι χερσονησιακοί πυρήνες. Η κορυφή του πυρήνα του νησιού έχει ισχυρή σκίαση στο κοίλο μέρος, δηλαδή το "φαινόμενο σκιάς". Η προεξοχή της επιφάνειας ευνοεί περισσότερο τη σύλληψη των επόμενων εναποτιθέμενων ατόμων και την προτιμησιακή ανάπτυξη, με αποτέλεσμα έναν αυξανόμενο βαθμό κοιλότητας στην επιφάνεια για να σχηματιστούν κωνικοί ή στηλοειδής κρύσταλλοι επαρκούς μεγέθους. Σχηματίζονται διεισδυτικά κενά μεταξύ των κωνικών κρυστάλλων και η τιμή τραχύτητας της επιφάνειας αυξάνεται. Λεπτός ιστός μπορεί να ληφθεί σε υψηλό κενό, με τη μείωση του βαθμού κενού, η μικροδομή της μεμβράνης γίνεται όλο και πιο παχιά.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Μαΐου 2023