膜層の蒸発温度と蒸気圧

加熱蒸発源の膜層は、膜粒子を原子（または分子）の形で気相空間にすることができます。蒸発源の高温下では、膜表面の原子または分子は表面張力を克服するのに十分なエネルギーを得て表面から蒸発します。これらの蒸発した原子または分子は、真空中、すなわち気相空間で気体状態になります。金属または非金属材料。

真空環境では、膜材料の加熱および蒸発プロセスを改善できます。真空環境は蒸発プロセスに対する大気圧の影響を軽減し、蒸発プロセスを容易にします。大気圧では、材料はガスの抵抗を克服するためにより大きな圧力にさらされる必要がありますが、真空ではこの抵抗が大幅に減少するため、材料は蒸発しやすくなります。蒸着コーティングプロセスでは、蒸着源材料の蒸発温度と蒸気圧は、蒸着源材料を選択する上で重要な要素です。Cd(Se,s)コーティングの場合、その蒸発温度は通常1000～2000℃であるため、適切な蒸発温度の蒸着源材料を選択する必要があります。例えば、アルミニウムは大気圧下での蒸発温度が2400℃ですが、真空条件下ではその蒸発温度が大幅に低下します。これは、真空遮蔽層には大気分子が存在しないため、アルミニウム原子や分子が表面からより容易に蒸発するためです。この現象は、真空蒸着コーティングにとって重要な利点となります。真空雰囲気下では、膜材料の蒸発が容易になるため、より低い温度で薄膜を形成できます。この低温化により、材料の酸化や分解が抑制され、より高品質な膜の作製に貢献します。
真空蒸着プロセスにおいて、フィルム材料の蒸気が固体または液体中で平衡状態に達する圧力を、その温度における飽和蒸気圧と呼びます。この圧力は、特定の温度における蒸発と凝縮の動的平衡状態を反映しています。通常、真空チャンバー内の他の部分の温度は蒸発源の温度よりもはるかに低いため、蒸発した膜の原子や分子がチャンバー内の他の部分で凝縮しやすくなります。この場合、蒸発速度が凝縮速度よりも大きいと、動的平衡状態において蒸気圧は飽和蒸気圧に達します。つまり、この場合、蒸発する原子や分子の数と凝縮する原子や分子の数が等しくなり、動的平衡状態が達成されるのです。

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