Cietu materiālu karsēšanas process augsta vakuuma vidē, lai tos sublimētu vai iztvaicētu un nogulsnētu uz noteikta substrāta, lai iegūtu plānu plēvi, ir pazīstams kā vakuuma iztvaikošanas pārklājums (turpmāk tekstā - iztvaikošanas pārklājums).
Plāno plēvju sagatavošanas vēsture, izmantojot vakuuma iztvaicēšanas procesu, aizsākās 1850. gados. 1857. gadā M. Farrar uzsāka vakuuma pārklāšanas mēģinājumus, iztvaicējot metāla stieples slāpeklī, lai izveidotu plānas plēves. Tā laika zemā vakuuma tehnoloģijas dēļ plānu plēvju sagatavošana šādā veidā bija ļoti laikietilpīga un nepraktiska. Līdz 1930. gadam, kad tika izveidota eļļas difūzijas sūkņa mehāniskā sūkņa savienojuma sūknēšanas sistēma, vakuuma tehnoloģija strauji attīstījās, un tikai iztvaicēšanas un izsmidzināšanas pārklāšana kļuva par praktisku tehnoloģiju.
Lai gan vakuuma iztvaikošana ir sena plānkārtiņas uzklāšanas tehnoloģija, tā ir visizplatītākā metode laboratorijās un rūpniecībā. Tās galvenās priekšrocības ir vienkārša darbība, viegla uzklāšanas parametru kontrole un iegūto plēvju augsta tīrība. Vakuuma pārklāšanas procesu var iedalīt šādos trīs posmos.
1) izejmateriāls tiek karsēts un kausēts, lai iztvaikotu vai sublimētu; 2) tvaiks tiek atdalīts no izejmateriāla, lai iztvaikotu vai sublimētu.
2) Tvaiks tiek pārnests no izejmateriāla uz substrātu.
3) Tvaiki kondensējas uz pamatnes virsmas, veidojot cietu plēvi.
Plāno plēvju vakuuma iztvaicēšana parasti ir polikristāliska plēve vai amorfa plēve, kur dominējošais ir plēves augšana uz salām, izmantojot divus kodolu veidošanās un plēves veidošanās procesus. Iztvaicētie atomi (vai molekulas) saduras ar substrātu, daļa no tiem pastāvīgi piestiprinās pie substrāta, daļa adsorbējas un pēc tam iztvaiko no substrāta, bet daļa tieši atstarojas no substrāta virsmas. Atomu (vai molekulu) adhēzija uz substrāta virsmas termiskās kustības dēļ var pārvietoties pa virsmu, piemēram, pieskaroties citiem atomiem, veidojot klasterus. Klasteri visbiežāk rodas vietās, kur substrāta virsmā ir liels spriegums, vai kristāla substrāta solvatācijas posmos, jo tas samazina adsorbēto atomu brīvo enerģiju. Tas ir kodolu veidošanās process. Turpmāka atomu (molekulu) nogulsnēšanās izraisa iepriekš minēto salu formas klasteru (kodolu) paplašināšanos, līdz tie tiek izstiepti nepārtrauktā plēvē. Tāpēc vakuumā iztvaicēto polikristālisko plēvju struktūra un īpašības ir cieši saistītas ar iztvaikošanas ātrumu un substrāta temperatūru. Vispārīgi runājot, jo zemāka ir substrāta temperatūra, jo lielāks ir iztvaikošanas ātrums, jo smalkāka un blīvāka ir plēves graudu struktūra.
– Šo rakstu publicēvakuuma pārklāšanas mašīnu ražotājsGuandunas Dženhua
Publicēšanas laiks: 2024. gada 23. marts