При нанесении покрытий методом испарения зарождение и рост слоя пленки являются основой различных технологий нанесения ионного покрытия.
1.Зародышеобразование
InТехнология нанесения покрытий методом вакуумного напыления,после того как частицы слоя пленки испаряются из источника испарения в виде атомов, они летят прямо к заготовке в высоком вакууме и образуют слой пленки путем зародышеобразования и роста на поверхности заготовки. Во время испарения в вакууме энергия атомов слоя пленки, выходящих из источника испарения, составляет около 0,2 эВ. Когда сцепление между частицами слоя пленки больше, чем сила связи между атомами слоя пленки и заготовки, образуется островное ядро. Отдельный атом слоя пленки остается на поверхности заготовки в течение определенного времени, совершая нерегулярные движения, диффузию, миграцию или столкновения с другими атомами, образуя атомные кластеры. Количество атомов в атомном кластере достигает определенного критического значения, образуется устойчивое ядро, называемое однородным сформированным ядром.
гладкая, содержит много дефектов и ступенек, что вызывает разницу в силе адсорбции различных частей заготовки к радиоактивным атомам. Энергия адсорбции поверхности дефекта больше, чем у нормальной поверхности, поэтому она становится активным центром, что способствует преимущественному зародышеобразованию, называемому гетерогенным зародышеобразованием. Когда сила сцепления равна силе связи или сила связи между атомами мембраны и заготовки больше силы сцепления между атомами мембраны, образуется пластинчатая структура. В технологии ионного осаждения в большинстве случаев образуется островное ядро.
2.Рост
После того, как ядро пленки сформировано, оно продолжает расти, захватывая падающие атомы. Островки растут и объединяются друг с другом, образуя более крупные полушария, постепенно формируя полусферический островной слой, который распространяется по поверхности заготовки.
Когда атомная энергия слоя пленки высока, она может достаточно диффундировать на поверхности, и может быть сформирована гладкая сплошная пленка, когда последующие входящие атомные кластеры малы. Если диффузия атомов на поверхности слаба, а размер осажденных кластеров велик, они существуют в виде крупных полуостровных ядер. Верхняя часть островного ядра имеет сильный затеняющий эффект на вогнутую часть, то есть «эффект тени». Проекция поверхности более благоприятна для захвата последующих осажденных атомов и преимущественного роста, что приводит к увеличению степени вогнутости на поверхности для формирования конических или столбчатых кристаллов достаточного размера. Между коническими кристаллами образуются проникающие пустоты, и значение шероховатости поверхности увеличивается. Тонкая ткань может быть получена при высоком вакууме, с уменьшением степени вакуума микроструктура мембраны становится все толще и толще.
Время публикации: 24 мая 2023 г.