Proces polegający na podgrzewaniu materiałów stałych w środowisku wysokiej próżni w celu sublimacji lub odparowania i osadzenia ich na określonym podłożu w celu uzyskania cienkiej warstwy nazywany jest powlekaniem metodą parowania próżniowego (nazywanym powlekaniem przez parowanie).
Historia przygotowywania cienkich warstw metodą odparowywania próżniowego sięga lat 50. XIX wieku. W 1857 roku M. Farrar rozpoczął próbę powlekania próżniowego poprzez odparowywanie drutów metalowych w azocie w celu utworzenia cienkich warstw. Ze względu na niską technologię próżniową w tamtym czasie, przygotowywanie cienkich warstw w ten sposób było bardzo czasochłonne i niepraktyczne. Do 1930 roku opracowano mechaniczny system pompowania pompy dyfuzyjnej oleju, technologia próżniowa może być szybko rozwijana, tylko po to, aby odparowanie i napylanie powłok stało się praktyczną technologią.
Chociaż parowanie próżniowe jest starożytną technologią osadzania cienkich warstw, to jednak jest to najczęściej stosowana metoda w laboratoriach i przemyśle. Jej głównymi zaletami są prosta obsługa, łatwa kontrola parametrów osadzania i wysoka czystość powstających warstw. Proces powlekania próżniowego można podzielić na następujące trzy etapy.
1) materiał źródłowy jest podgrzewany i topiony w celu odparowania lub sublimacji; 2) para jest usuwana z materiału źródłowego w celu odparowania lub sublimacji.
2) Para wodna jest przenoszona z materiału źródłowego do podłoża.
3) Para wodna skrapla się na powierzchni podłoża, tworząc stałą warstwę.
Odparowywanie próżniowe cienkich warstw, na ogół są to polikrystaliczne lub amorficzne warstwy, dominującym wzrostem od warstwy do wyspy jest zarodkowanie i dwa procesy warstwy. Odparowane atomy (lub cząsteczki) zderzają się z podłożem, część trwałego przywiązania do podłoża, część adsorpcji, a następnie odparowują z podłoża, a część bezpośredniego odbicia z powrotem od powierzchni podłoża. Przyczepność do powierzchni podłoża atomów (lub cząsteczek) z powodu ruchu termicznego może przemieszczać się wzdłuż powierzchni, na przykład dotykając innych atomów, które będą gromadzić się w klastry. Klastry są najbardziej prawdopodobne, gdy naprężenie na powierzchni podłoża jest wysokie lub na etapach solwatacji krystalicznego podłoża, ponieważ minimalizuje to swobodną energię zaadsorbowanych atomów. To jest proces nukleacji. Dalsze osadzanie atomów (cząsteczek) powoduje ekspansję klastrów w kształcie wyspy (jąder) wspomnianych powyżej, aż zostaną rozszerzone w ciągły film. Dlatego struktura i właściwości polikrystalicznych filmów odparowanych próżniowo są ściśle powiązane z szybkością parowania i temperaturą podłoża. Mówiąc ogólnie, im niższa temperatura podłoża, tym wyższa szybkość parowania, tym drobniejsze i gęstsze ziarno filmu.
– Artykuł ten został opublikowany przezproducent maszyn do powlekania próżniowegoGuangdong Zhenhua
Czas publikacji: 23-03-2024