Durante a deposição por evaporação, a nucleação e o crescimento da camada de filme são a base de várias tecnologias de revestimento iônico.
1. Nucleação
Intecnologia de revestimento por evaporação a vácuoApós a evaporação das partículas da camada de filme da fonte de evaporação na forma de átomos, elas migram diretamente para a peça de trabalho em alto vácuo e formam a camada de filme por nucleação e crescimento na superfície da peça. Durante a evaporação a vácuo, a energia dos átomos da camada de filme que escapam da fonte de evaporação é de cerca de 0,2 eV. Quando a coesão entre as partículas da camada de filme é maior que a força de ligação entre os átomos da camada de filme e a peça de trabalho, forma-se um núcleo insular. Um único átomo da camada de filme permanece na superfície da peça de trabalho por um determinado período de tempo, realizando movimentos irregulares, difusão, migração ou colisão com outros átomos para formar aglomerados atômicos. Quando o número de átomos no aglomerado atômico atinge um certo valor crítico, forma-se um núcleo estável, chamado núcleo homogêneo.
A superfície lisa, com muitos defeitos e degraus, causa diferenças na força de adsorção dos átomos radioativos em diferentes partes da peça. A energia de adsorção na superfície com defeito é maior do que na superfície normal, tornando-se um centro ativo, o que favorece a nucleação preferencial, também chamada de nucleação heterogênea. Quando a força coesiva se iguala à força de ligação, ou quando a força de ligação entre os átomos da membrana e a peça é maior do que a força coesiva entre os átomos da membrana, forma-se uma estrutura lamelar. Na tecnologia de deposição iônica, na maioria dos casos, forma-se um núcleo insular.
2. Crescimento
Uma vez formado o núcleo do filme, ele continua a crescer aprisionando os átomos incidentes. As ilhas crescem e se combinam umas com as outras para formar hemisférios maiores, formando gradualmente uma camada hemisférica que se espalha sobre a superfície da peça.
Quando a energia atômica da camada do filme é alta, ela pode se difundir suficientemente na superfície e um filme contínuo e liso pode ser formado quando os aglomerados atômicos subsequentes que chegam são pequenos. Se a difusão dos átomos na superfície for fraca e o tamanho dos aglomerados depositados for grande, eles existem como grandes núcleos peninsulares. O topo do núcleo insular tem um forte efeito de sombreamento na parte côncava, ou seja, o "efeito de sombra". A projeção da superfície é mais propícia à captura de átomos depositados subsequentemente e ao crescimento preferencial, resultando em um grau crescente de concavidade na superfície para formar cristais cônicos ou colunares de tamanho suficiente. Vazios penetrantes são formados entre os cristais cônicos e o valor da rugosidade da superfície aumenta. Tecidos finos podem ser obtidos em alto vácuo; com a diminuição do grau de vácuo, a microestrutura da membrana torna-se cada vez mais espessa.
Data da publicação: 24 de maio de 2023