O processo de aquecimento de materiais sólidos em um ambiente de alto vácuo para sublimá-los ou evaporá-los e depositá-los em um substrato específico para obter um filme fino é conhecido como revestimento por evaporação a vácuo (referido como revestimento por evaporação).
A história da preparação de filmes finos por evaporação a vácuo remonta à década de 1850. Em 1857, M. Farrar iniciou a tentativa de revestimento a vácuo por meio da evaporação de fios metálicos em nitrogênio para formar filmes finos. Devido à baixa tecnologia de vácuo da época, a preparação de filmes finos dessa maneira era muito demorada e impraticável. Somente em 1930, com o desenvolvimento de um sistema de bombeamento mecânico acoplado a uma bomba de difusão de óleo, a tecnologia de vácuo pôde se desenvolver rapidamente, tornando a evaporação e o revestimento por pulverização catódica tecnologias viáveis.
Embora a evaporação a vácuo seja uma tecnologia antiga de deposição de filmes finos, é o método mais comum utilizado em laboratórios e na indústria. Suas principais vantagens são a operação simples, o fácil controle dos parâmetros de deposição e a alta pureza dos filmes resultantes. O processo de revestimento a vácuo pode ser dividido nas três etapas a seguir.
1) o material de origem é aquecido e derretido para evaporar ou sublimar; 2) o vapor é removido do material de origem para evaporar ou sublimar.
2) O vapor é transferido do material de origem para o substrato.
3) O vapor se condensa na superfície do substrato para formar um filme sólido.
A evaporação a vácuo de filmes finos, geralmente filmes policristalinos ou amorfos, apresenta um crescimento dominante em ilhas, através de dois processos: nucleação e formação de filmes. Os átomos (ou moléculas) evaporados colidem com o substrato, parte por adesão permanente, parte por adsorção e posterior evaporação, e parte por reflexão direta da superfície do substrato. A adesão dos átomos (ou moléculas) à superfície do substrato, devido ao movimento térmico, permite que se movam ao longo da superfície, como átomos que se tocam, acumulando-se em aglomerados. A formação de aglomerados é mais provável onde a tensão na superfície do substrato é alta, ou nas etapas de solvatação do substrato cristalino, pois isso minimiza a energia livre dos átomos adsorvidos. Este é o processo de nucleação. A deposição subsequente de átomos (moléculas) resulta na expansão dos aglomerados em forma de ilha (núcleos) mencionados anteriormente, até que se estendam em um filme contínuo. Portanto, a estrutura e as propriedades dos filmes policristalinos evaporados a vácuo estão intimamente relacionadas à taxa de evaporação e à temperatura do substrato. De um modo geral, quanto menor a temperatura do substrato, maior a taxa de evaporação, e mais fino e denso será o grão do filme.
–Este artigo foi publicado porfabricante de máquinas de revestimento a vácuoGuangdongZhenhua
Data da publicação: 23/03/2024