Principium depositionis evaporationis vacui
1. Apparatus et processus physicus evaporationis vacui obductionis.
Apparatus ad obductionem per evaporationem vacui imprimis constat ex camera vacui et systemate evacuationis. Intra cameram vacui, fons evaporationis (i.e., calefactor evaporationis), substratum et structura substrati, calefactor substrati, systema exhaustorium, et cetera inveniuntur.
Materia tegumentaria in fonte evaporationis camerae vacui ponitur, et sub condicionibus vacui alti, a fonte evaporationis calefacta evaporat. Cum media libera amplitudo molecularum vaporis maior est quam magnitudo linearis camerae vacui, postquam atomi et moleculae vaporis pelliculae e superficie fontis evaporationis effugerunt, raro impediuntur collisione aliarum molecularum vel atomorum, et directe superficiem substrati tegendi attingunt. Propter temperaturam humilem substrati, particulae vaporis pelliculae in eo condensantur et pelliculam formant.
Ad adhaesionem molecularum evaporationis et substrati amplificandam, substratum per calefactionem idoneam vel purgationem ionicam activari potest. Obductio evaporationis vacui per hos processus physicos, ab evaporatione materiae et translatione ad depositionem in pelliculam, transit.
(1) Variis modis ad alias energiae formas in energiam thermalem convertendas, materia pelliculae calefacta est ut evaporat vel sublimet in particulas gaseosas (atomos, moleculas vel globos atomicos) cum certa energiae quantitate (0.1 ad 0.3 eV).
(2) Particulae gasosae superficiem pelliculae relinquunt et ad superficiem substrati certa motus celeritate, fere sine collisione, in linea recta transportantur.
(3) Particulae gaseosae superficiem substrati attingentes coalescuntur et nucleantur, deinde in pelliculam solidam crescunt.
(4) Reorganizatio sive nexus chemicus atomorum qui pelliculam constituunt.
2. Calefactio evaporationis
(1) Evaporatio calefactionis resistentiae per evaporationem
Evaporatio per resistentiam calefactionis est methodus calefactionis simplicissima et frequentissima, plerumque applicabilis materiis obductis quorum punctum liquefactionis infra 1500℃. Metalla cum alto puncto liquefactionis, forma filorum vel laminarum (W, Mo, Ti, Ta, nitridum boricum, etc.), plerumque in formam idoneam fontis evaporationis formantur, materiis evaporationis onusta, quae per calorem Joule currentis electrici liquefaciunt, evaporant vel sublimant materiam obductam. Forma fontis evaporationis praecipue includit spiralem multifilarem, formam U, undam sinusoidalem, laminam tenuem, navem, corbem conicum, etc. Simul, methodus requirit ut materia fons evaporationis habeat punctum liquefactionis altum, pressionem vaporis saturationis humilem, proprietates chemicas stabiles, non reactionem chemicam cum materia obductis in alta temperatura habere, bonam resistentiam caloris, parvam mutationem in densitate potentiae, etc. Currentem magnum per fontem evaporationis adhibet ut materia pelliculae calefiat et evaporet calefactione directa, vel materia pelliculae in crispulum ex graphito et certis oxidis metallicis resistentibus altae temperaturae (ut A202, B0) aliisque materiis factum immittatur ad calefactionem indirectam ut evaporet.
Obductio evaporationis per resistentiam calefactionis limitationes habet: metalla refractaria pressionem vaporis humilem habent, quo difficile est pelliculam tenuem creare; nonnulla elementa facile mixturam metallicam filo calefaciente formant; non facile est compositionem uniformem pelliculae mixturae obtinere. Propter structuram simplicem, pretium humile et facilem operationem methodi evaporationis per resistentiam calefactionis, usus methodi evaporationis valde communis est.
(2) Evaporatio calefactionis fasciculi electronici
Evaporatio fasciculi electronici est methodus evaporationis materiae obductivae per bombardationem fasciculi electronici altae densitatis energiae, eam in crispo cupreo aqua refrigerato collocando. Fons evaporationis constat ex fonte emissionis electronicae, fonte potentiae accelerationis electronicae, crispo (plerumque crispo cupreo), spira campi magnetici, et apparatu aquae refrigerantis, et cetera. In hoc instrumento, materia calefacta in crispo aqua refrigerato collocatur, et fasciculus electronicus tantum minimam partem materiae bombardat, dum maxima pars materiae reliquae sub effectu refrigerationis crispi temperatura infima manet, quae pars crispi bombardata considerari potest. Ita, methodus calefactionis fasciculi electronici ad evaporationem contaminationem inter materiam obductivam et materiam fontis evaporationis vitare potest.
Structura fontis evaporationis fasciculi electronici in tres typos dividi potest: sclopeta recta (sclopeta Boules), sclopeta anularis (electrice deflexa) et sclopeta electronica (magnetice deflexa). Unum vel plura crucibula in facilitate evaporationis poni possunt, quae multas substantias diversas simul vel separatim evaporare et deponere potest.
Fontes evaporationis fasciculi electronici sequentia commoda habent.
① Alta densitas fasciculi electronici fontis evaporationis bombardamenti fasciculi electronici densitatem energiae multo maiorem consequi potest quam fons calefactionis resistentiae, qui materias cum alto puncto liquefactionis, ut W, Mo, Al₂O₃, etc., evaporare potest.
② Materia tegumenti in crucibulo aeneo aqua refrigerato ponitur, quod evaporationem materiae fontis evaporationis et reactionem inter eas vitare potest.
③ Calor directe superficiei materiae tegumenti addi potest, quod efficientiam thermalem magnam reddit, sed iacturam conductionis caloris et radiationis caloris humilem.
Incommodum methodi evaporationis calefactionis fasciculo electronico est quod electrones primarii e sclopeto electronico et electrones secundarii e superficie materiae tegentis atomos evaporantes et moleculas gasis residui ionizant, quod qualitatem pelliculae interdum afficit.
(3) Evaporatio calefactionis per inductionem altae frequentiae
Evaporatio per inductionem altae frequentiae consistit in collocando crucibulum cum materia obductiva in centro spiralis altae frequentiae, ut materia obductiva fortem currentem turbidorum et effectum hysteresis sub inductione campi electromagnetici altae frequentiae generet, quod calefactionem strati pelliculae efficit donec vaporetur et evaporet. Fons evaporationis plerumque constat ex spira altae frequentiae aqua refrigerata et crucibulo graphito vel ceramico (magnesii oxido, aluminii oxido, boroni oxido, etc.). Fons potentiae altae frequentiae utitur frequentia decem milium ad aliquot centena milia Hz, potentia ingressa est aliquot ad aliquot centena chiliowattorum, quo minus volumen materiae membranae, eo maior frequentia inductionis. Frequentia spirae inductionis plerumque fit ex tubo cupreo aqua refrigerato.
Incommodum methodi evaporationis per inductionem altae frequentiae est quod potentiam ingressam subtiliter adaptare non facile est, sequentia commoda habet.
① Alta evaporationis celeritas
② Temperatura fontis evaporationis uniformis et stabilis est, ita phaenomenon guttarum obductionis dispersarum non facile producitur, et etiam phaenomenon foraminum in pellicula deposita vitare potest.
③ Fons evaporationis semel impletur, et temperatura relative facilis et simplex est ad regendum.
Tempus publicationis: Oct-28-2022