El proceso de calentar materiales sólidos en un entorno de alto vacío para sublimarlos o evaporarlos y depositarlos sobre un sustrato específico para obtener una película delgada se conoce como recubrimiento por evaporación al vacío (denominado recubrimiento por evaporación).
La preparación de películas delgadas mediante evaporación al vacío se remonta a la década de 1850. En 1857, M. Farrar inició el proceso de recubrimiento al vacío mediante la evaporación de alambres metálicos en nitrógeno para formar películas delgadas. Debido a la tecnología de bajo vacío de la época, la preparación de películas delgadas de este modo era muy laboriosa y poco práctica. Hasta 1930, cuando se estableció un sistema de bombeo mecánico con bomba de difusión de aceite, la tecnología de vacío experimentó un rápido desarrollo, lo que permitió que el recubrimiento por evaporación y pulverización catódica se convirtiera en una tecnología práctica.
Aunque la evaporación al vacío es una tecnología antigua de deposición de películas delgadas, es el método más común en laboratorios e industrias. Sus principales ventajas son la simplicidad de su operación, el fácil control de los parámetros de deposición y la alta pureza de las películas resultantes. El proceso de recubrimiento al vacío se divide en los tres pasos siguientes.
1) el material fuente se calienta y se funde para evaporarse o sublimar; 2) se elimina el vapor del material fuente para evaporarse o sublimar.
2) El vapor se transfiere desde el material fuente al sustrato.
3) El vapor se condensa en la superficie del sustrato para formar una película sólida.
En la evaporación al vacío de películas delgadas, generalmente policristalinas o amorfas, predomina el crecimiento de islas mediante los procesos de nucleación y película. Los átomos (o moléculas) evaporados colisionan con el sustrato; parte de la unión permanente al sustrato, parte de la adsorción y posterior evaporación, y parte de la reflexión directa desde la superficie del sustrato. La adhesión de los átomos (o moléculas) a la superficie del sustrato, debido al movimiento térmico, puede desplazarse a lo largo de la superficie; por ejemplo, al tocar otros átomos, se acumulan en cúmulos. Los cúmulos son más propensos a formarse cuando la tensión en la superficie del sustrato es alta o en las etapas de solvatación del sustrato cristalino, ya que esto minimiza la energía libre de los átomos adsorbidos. Este es el proceso de nucleación. La deposición posterior de átomos (moléculas) provoca la expansión de los cúmulos en forma de isla (núcleos) mencionados anteriormente hasta que se extienden formando una película continua. Por lo tanto, la estructura y las propiedades de las películas policristalinas evaporadas al vacío están estrechamente relacionadas con la velocidad de evaporación y la temperatura del sustrato. En términos generales, cuanto menor sea la temperatura del sustrato, mayor será la tasa de evaporación y más fino y denso será el grano de la película.
–Este artículo es publicado porfabricante de máquinas de recubrimiento al vacíoGuangdong Zhenhua
Hora de publicación: 23 de marzo de 2024