Under fordampningsbelegg er kimdannelse og vekst av filmlaget grunnlaget for ulike ionbeleggsteknologier.
1. Kjernedannelse
InvakuumfordampningsbeleggteknologiEtter at filmlagspartiklene er fordampet fra fordampningskilden i form av atomer, flyr de direkte til arbeidsstykket i høyvakuum og danner filmlaget ved kimdannelse og vekst på overflaten av arbeidsstykket. Under vakuumfordampning er energien til filmlagsatomene som slipper ut fra fordampningskilden omtrent 0,2 eV. Når kohesjonen mellom partiklene i filmlaget er større enn bindingskraften mellom atomene i filmlaget og arbeidsstykket, dannes det en øykjerne. Et enkelt filmlagsatom forblir på overflaten av arbeidsstykket i en viss tid og utfører uregelmessig bevegelse, diffusjon, migrasjon eller kollisjon med andre atomer for å danne atomklynger. Når antallet atomer i atomklyngen når en viss kritisk verdi, dannes en stabil kjerne, kalt en homogen formet kjerne.
glatt, og inneholder mange defekter og trinn, noe som forårsaker forskjellen i adsorpsjonskraften til forskjellige deler av arbeidsstykket i forhold til de radioaktive atomene. Adsorpsjonsenergien til overflaten av defekten er større enn den normale overflaten, slik at den blir det aktive senteret, noe som bidrar til fortrinnsrett kimdannelse, kalt heterogen kimdannelse. Når kohesjonskraften er lik bindingskraften, eller bindingskraften mellom membranatomene og arbeidsstykket er større enn kohesjonskraften mellom membranatomene, dannes den lamellære strukturen. I ionepletteringsteknologi dannes i de fleste tilfeller en øykjerne.
2. Vekst
Når kjernen i filmen er dannet, fortsetter den å vokse ved å fange de innfallende atomene. Øyene vokser og kombineres med hverandre for å danne større halvkuler, og danner gradvis et halvkuleformet øylag som sprer seg over overflaten av arbeidsstykket.
Når atomenergien i filmlaget er høy, kan det diffundere tilstrekkelig på overflaten, og en jevn, kontinuerlig film kan dannes når de påfølgende innkommende atomklyngene er små. Hvis diffusjonen av atomene på overflaten er svak og størrelsen på de avsatte klyngene er stor, eksisterer de som store halvøykjerner. Toppen av øykjernen har en sterk skyggeeffekt på den konkave delen, det vil si "skyggeeffekten". Projeksjonen av overflaten er mer gunstig for å fange opp påfølgende avsatte atomer og fortrinnsrett vekst, noe som resulterer i en økende grad av konkavitet på overflaten for å danne koniske eller søyleformede krystaller av tilstrekkelig størrelse. Penetrerende hulrom dannes mellom de koniske krystallene, og overflateruheten øker. Fint vev kan oppnås ved høyt vakuum, og med reduksjonen av vakuumgraden blir membranens mikrostruktur tykkere og tykkere.
Publisert: 24. mai 2023