膜原子の堆積が始まると、イオン衝撃は膜/基質界面に次のような影響を及ぼします。
（1）物理的混合。高エネルギーイオン注入、堆積原子のスパッタリング、表面原子の反跳注入、そしてカスケード衝突現象により、膜／基板界面近傍の表面領域において基板要素と膜要素が非拡散混合を起こします。この混合効果は、膜／基板界面に「擬似拡散層」、すなわち膜／基板界面間の遷移層の形成を促進します。この遷移層は最大数ミクロンの厚さに達します。数マイクロメートルの厚さでは、新たな相が出現することもあります。これは、膜／基板界面の接着強度を向上させるのに非常に有利です。
（2）拡散の促進。表面近傍領域における高い欠陥濃度と高温により、拡散速度が上昇する。表面は点欠陥であるため、小さなイオンは表面を曲げる傾向があり、イオン照射は表面の曲げをさらに促進し、堆積原子と基板原子の相互拡散を促進する効果を持つ。
（3）核形成モードの改善。基板表面に凝縮した原子の特性は、その表面相互作用と表面上での移動特性によって決まります。凝縮原子と基板表面との間に強い相互作用がない場合、原子は表面上を拡散し、高エネルギー位置で核形成するか、他の拡散原子と衝突します。この核形成モードは非反応性核形成と呼ばれます。たとえ元々非反応性核形成モードに属していたとしても、基板表面へのイオン衝撃によってより多くの欠陥が生成され、核形成密度が増加し、拡散反応性核形成モードの形成がより促進されます。
(4) 緩く結合した原子の優先的な除去。表面原子のスパッタリングは局所的な結合状態によって決定され、表面へのイオン衝撃は緩く結合した原子をスパッタリングにより除去する可能性が高くなります。この効果は、拡散反応性界面の形成においてより顕著になります。
（5）表面被覆率の向上とめっきバイパスの強化。イオンプレーティングでは作動ガス圧が高いため、蒸発またはスパッタされた原子がガス原子と衝突して散乱が促進され、良好なコーティングの包み込み性が得られます。
–この記事は真空コーティング機メーカー広東振華
投稿日時: 2023年12月9日