Lors du revêtement par évaporation, la nucléation et la croissance de la couche de film sont à la base de diverses technologies de revêtement ionique
1. Nucléation
Intechnologie de revêtement par évaporation sous videUne fois les particules du film évaporées de la source d'évaporation sous forme d'atomes, elles volent directement vers la pièce sous vide poussé et forment le film par nucléation et croissance à la surface de la pièce. Lors de l'évaporation sous vide, l'énergie des atomes du film s'échappant de la source d'évaporation est d'environ 0,2 eV. Lorsque la cohésion entre les particules du film est supérieure à la force de liaison entre les atomes du film et la pièce, un noyau îlot se forme. Un atome du film reste à la surface de la pièce pendant une durée déterminée, effectuant des mouvements irréguliers, une diffusion, une migration ou une collision avec d'autres atomes pour former des agrégats atomiques. Lorsque le nombre d'atomes dans l'agrégat atteint une certaine valeur critique, un noyau stable se forme, appelé noyau de forme homogène.
Lisse et présentant de nombreux défauts et gradins, la surface de la pièce présente une force d'adsorption différente sur les atomes radioactifs. L'énergie d'adsorption de la surface du défaut étant supérieure à celle de la surface normale, elle devient le centre actif, favorisant ainsi la nucléation préférentielle, appelée nucléation hétérogène. Lorsque la force de cohésion est égale à la force de liaison, ou que la force de liaison entre les atomes de la membrane et la pièce est supérieure à la force de cohésion entre les atomes de la membrane, la structure lamellaire se forme. Dans la technologie de placage ionique, un noyau en îlot est généralement formé.
2. Croissance
Une fois le noyau du film formé, il continue de croître en piégeant les atomes incidents. Les îles grandissent et se combinent les unes aux autres pour former des hémisphères plus grands, formant progressivement une couche d'îles hémisphériques qui s'étend sur la surface de la pièce.
Lorsque l'énergie atomique de la couche de film est élevée, celle-ci peut se diffuser suffisamment à la surface et former un film continu et lisse lorsque les agrégats atomiques entrants sont petits. Si la diffusion des atomes à la surface est faible et que la taille des agrégats déposés est importante, ils se présentent sous forme de grands noyaux péninsulaires. Le sommet du noyau îlot exerce un fort effet d'ombrage sur la partie concave, appelé « effet d'ombre ». La projection de la surface est plus propice à la capture des atomes déposés ultérieurement et à leur croissance préférentielle, ce qui entraîne une concavité croissante de la surface pour former des cristaux coniques ou colonnaires de taille suffisante. Des vides pénétrants se forment entre les cristaux coniques et la rugosité de surface augmente. Un tissu fin peut être obtenu sous vide poussé ; plus le vide diminue, plus la microstructure de la membrane devient épaisse.
Date de publication : 24 mai 2023