Il processo di riscaldamento di materiali solidi in un ambiente di alto vuoto per sublimarli o evaporarli e depositarli su un substrato specifico per ottenere una pellicola sottile è noto come rivestimento per evaporazione sotto vuoto (o semplicemente rivestimento per evaporazione).
La storia della preparazione di film sottili mediante processo di evaporazione sotto vuoto risale al 1850. Nel 1857, M. Farrar iniziò a sperimentare la deposizione sotto vuoto evaporando fili metallici in azoto per formare film sottili. A causa della limitata tecnologia del vuoto disponibile all'epoca, la preparazione di film sottili con questo metodo risultava molto dispendiosa in termini di tempo e poco pratica. Solo con l'introduzione, nel 1930, di un sistema di pompaggio combinato con una pompa a diffusione d'olio e una pompa meccanica, la tecnologia del vuoto poté svilupparsi rapidamente, rendendo la deposizione per evaporazione e sputtering una tecnica praticabile.
Sebbene l'evaporazione sotto vuoto sia una tecnologia di deposizione di film sottili di vecchia data, rimane il metodo più comune in ambito laboratoristico e industriale. I suoi principali vantaggi sono la semplicità di utilizzo, la facilità di controllo dei parametri di deposizione e l'elevata purezza dei film risultanti. Il processo di rivestimento sotto vuoto può essere suddiviso nelle seguenti tre fasi.
1) il materiale di partenza viene riscaldato e fuso per evaporare o sublimare; 2) il vapore viene rimosso dal materiale di partenza per evaporare o sublimare.
2) Il vapore viene trasferito dal materiale di partenza al substrato.
3) Il vapore si condensa sulla superficie del substrato formando una pellicola solida.
Nell'evaporazione sotto vuoto di film sottili, generalmente policristallini o amorfi, la crescita del film avviene per isolotti, attraverso due processi principali: nucleazione e formazione del film. Gli atomi (o molecole) evaporati collidono con il substrato, da cui si origina un legame permanente, un'adsorbimento che porta all'evaporazione e un'ulteriore riflessione diretta dalla superficie del substrato. L'adesione degli atomi (o molecole) alla superficie del substrato, dovuta al movimento termico, può indurre il movimento degli atomi lungo la superficie, ad esempio quando altri atomi si toccano, formando degli aggregati. Gli aggregati tendono a formarsi dove la sollecitazione sulla superficie del substrato è elevata, o sui gradini di solvatazione del substrato cristallino, poiché ciò minimizza l'energia libera degli atomi adsorbiti. Questo è il processo di nucleazione. L'ulteriore deposizione di atomi (molecole) determina l'espansione degli aggregati a forma di isolotto (nuclei) menzionati in precedenza, fino a formare un film continuo. Pertanto, la struttura e le proprietà dei film policristallini depositati mediante evaporazione sotto vuoto sono strettamente correlate alla velocità di evaporazione e alla temperatura del substrato. In generale, minore è la temperatura del substrato, maggiore è la velocità di evaporazione e più fine e densa sarà la grana del film.
–Questo articolo è pubblicato daproduttore di macchine per rivestimento sottovuotoGuangdongZhenhua
Data di pubblicazione: 23 marzo 2024