Het proces waarbij vaste materialen in een hoog vacuüm worden verhit om ze te sublimeren of te verdampen en af te zetten op een specifiek substraat om een dunne film te verkrijgen, staat bekend als vacuümverdampingscoating (ook wel verdampingscoating genoemd).
De geschiedenis van de bereiding van dunne films door middel van vacuümverdamping gaat terug tot de jaren 1850. In 1857 begon M. Farrar met vacuümcoating door metaaldraden in stikstof te verdampen om dunne films te vormen. Door de toenmalige laagvacuümtechnologie was de bereiding van dunne films op deze manier zeer tijdrovend en niet praktisch. Tot 1930 werd een mechanisch pompsysteem voor oliediffusiepompen geïntroduceerd. De vacuümtechnologie kon zich snel ontwikkelen, maar uiteindelijk werd verdamping en sputtercoating een praktische technologie.
Hoewel vacuümverdamping een oude dunnefilmdepositietechnologie is, wordt deze methode in laboratoria en industriële omgevingen het meest gebruikt. De belangrijkste voordelen zijn de eenvoudige bediening, de eenvoudige controle van de depositieparameters en de hoge zuiverheid van de resulterende films. Het vacuümcoatingproces kan worden onderverdeeld in de volgende drie stappen.
1) het bronmateriaal wordt verhit en gesmolten, waardoor het verdampt of sublimeert; 2) de damp wordt uit het bronmateriaal verwijderd, waardoor het verdampt of sublimeert.
2) Damp wordt van het bronmateriaal naar het substraat overgedragen.
3) De damp condenseert op het oppervlak van het substraat en vormt een vaste film.
Vacuümverdamping van dunne films, over het algemeen polykristallijne films of amorfe films, waarbij film-naar-eilandgroei dominant is, via nucleatie en film, twee processen. Verdampte atomen (of moleculen) botsen met het substraat, een deel van de permanente hechting aan het substraat, een deel van de adsorptie en verdamping van het substraat, en een deel van de directe reflectie terug van het substraatoppervlak. Hechting van de atomen (of moleculen) aan het substraatoppervlak door thermische beweging kan langs het oppervlak bewegen, zoals wanneer andere atomen elkaar raken en zich ophopen in clusters. Clusters komen het meest voor waar de spanning op het substraatoppervlak hoog is, of tijdens de solvatatiestappen van het kristalsubstraat, omdat dit de vrije energie van de geadsorbeerde atomen minimaliseert. Dit is het nucleatieproces. Verdere afzetting van atomen (moleculen) resulteert in de expansie van de bovengenoemde eilandvormige clusters (kernen) totdat ze een continue film vormen. Daarom zijn de structuur en eigenschappen van vacuümverdampte polykristallijne films nauw verbonden met de verdampingssnelheid en de substraattemperatuur. Over het algemeen geldt: hoe lager de temperatuur van het substraat, hoe hoger de verdampingssnelheid en hoe fijner en dichter de filmkorrel.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingmachinesGuangdong Zhenhua
Plaatsingstijd: 23-03-2024