Durante el recubrimiento por evaporación, la nucleación y el crecimiento de la capa de película son la base de diversas tecnologías de recubrimiento iónico.
1. Nucleación
Intecnología de recubrimiento por evaporación al vacíoDespués de que las partículas de la capa de película se evaporan de la fuente de evaporación en forma de átomos, vuelan directamente a la pieza de trabajo en alto vacío y forman la capa de película por nucleación y crecimiento en la superficie de la pieza de trabajo. Durante la evaporación al vacío, la energía de los átomos de la capa de película que escapan de la fuente de evaporación es de aproximadamente 0,2 eV. Cuando la cohesión entre las partículas de la capa de película es mayor que la fuerza de enlace entre los átomos de la capa de película y la pieza de trabajo, se forma un núcleo de isla. Un solo átomo de la capa de película permanece en la superficie de la pieza de trabajo durante un tiempo determinado realizando movimientos irregulares, difusión, migración o colisión con otros átomos para formar cúmulos atómicos. Cuando el número de átomos en el cúmulo atómico alcanza un cierto valor crítico, se forma un núcleo estable, llamado núcleo de forma homogénea.
Es lisa y contiene muchos defectos y escalones, lo que provoca una diferencia en la fuerza de adsorción de las distintas partes de la pieza de trabajo hacia los átomos radiactivos. La energía de adsorción de la superficie del defecto es mayor que la de la superficie normal, por lo que se convierte en el centro activo, lo que favorece la nucleación preferencial, denominada nucleación heterogénea. Cuando la fuerza de cohesión es igual a la fuerza de unión, o la fuerza de unión entre los átomos de la membrana y la pieza de trabajo es mayor que la fuerza de cohesión entre los átomos de la membrana, se forma la estructura laminar. En la tecnología de recubrimiento iónico, en la mayoría de los casos se forma un núcleo de isla.
2. Crecimiento
Una vez formado el núcleo de la película, esta continúa creciendo al atrapar los átomos incidentes. Las islas crecen y se combinan entre sí para formar hemisferios más grandes, formando gradualmente una capa de islas hemisféricas que se extiende sobre la superficie de la pieza de trabajo.
Cuando la energía atómica de la capa de película es alta, puede difundirse suficientemente en la superficie y se puede formar una película continua y lisa cuando los cúmulos atómicos entrantes subsiguientes son pequeños. Si la difusión de los átomos en la superficie es débil y el tamaño de los cúmulos depositados es grande, existen como grandes núcleos peninsulares. La parte superior del núcleo de la isla tiene un fuerte efecto de sombreado en la parte cóncava, que es el "efecto de sombra". La proyección de la superficie es más propicia para capturar átomos depositados subsiguientes y crecimiento preferencial, lo que resulta en un grado creciente de concavidad en la superficie para formar cristales cónicos o columnares de tamaño suficiente. Se forman huecos penetrantes entre los cristales cónicos y el valor de rugosidad de la superficie aumenta. Se puede obtener tejido fino en alto vacío, con la disminución del grado de vacío, la microestructura de la membrana se vuelve cada vez más gruesa.
Fecha de publicación: 24 de mayo de 2023