Yüksek vakum ortamında katı malzemelerin ısıtılarak süblimleştirilmesi veya buharlaştırılması ve ince bir film elde etmek için belirli bir alt tabaka üzerine biriktirilmesi işlemine vakum buharlaştırma kaplama (buharlaştırma kaplama olarak da adlandırılır) denir.
Vakum buharlaştırma yöntemiyle ince filmlerin hazırlanmasının tarihi 1850'lere kadar uzanmaktadır. 1857'de M. Farrar, ince filmler oluşturmak için metal telleri azot içinde buharlaştırarak vakum kaplama denemesine başladı. O zamanki düşük vakum teknolojisi nedeniyle, bu şekilde ince film hazırlama çok zaman alıcı ve pratik değildi. 1930'lara kadar yağ difüzyon pompası ve mekanik pompa birleşik pompalama sistemi kurulana kadar vakum teknolojisi hızla gelişemedi ve bu da buharlaştırma ve püskürtme kaplamanın pratik bir teknoloji haline gelmesini sağladı.
Vakum buharlaştırma, eski bir ince film kaplama teknolojisi olmasına rağmen, laboratuvar ve endüstriyel alanlarda en yaygın kullanılan yöntemdir. Başlıca avantajları, basit işlem, kaplama parametrelerinin kolay kontrolü ve elde edilen filmlerin yüksek saflığıdır. Vakum kaplama işlemi aşağıdaki üç adıma ayrılabilir.
1) Kaynak malzeme ısıtılır ve buharlaşması veya süblimleşmesi için eritilir; 2) Buhar, buharlaşması veya süblimleşmesi için kaynak malzemeden uzaklaştırılır.
2) Buhar, kaynak malzemeden alt tabakaya aktarılır.
3) Buhar, alt tabaka yüzeyinde yoğunlaşarak katı bir film oluşturur.
İnce filmlerin vakum buharlaştırması, genellikle polikristalin veya amorf film olup, filmden adacık büyümesi baskındır ve bu süreç çekirdeklenme ve film oluşumu olmak üzere iki aşamadan geçer. Buharlaştırılan atomlar (veya moleküller) alt tabaka ile çarpışır; bir kısmı alt tabakaya kalıcı olarak yapışır, bir kısmı adsorbe olur ve ardından alt tabakadan buharlaşır, bir kısmı ise alt tabaka yüzeyinden doğrudan geri yansır. Atomların (veya moleküllerin) alt tabaka yüzeyine yapışması, termal hareket nedeniyle yüzey boyunca hareket edebilir; örneğin, diğer atomlara temas ederek kümeler halinde birikebilirler. Kümelerin oluşma olasılığı, alt tabaka yüzeyindeki gerilimin yüksek olduğu yerlerde veya kristal alt tabakanın çözünme basamaklarında daha yüksektir, çünkü bu, adsorbe olan atomların serbest enerjisini en aza indirir. Bu, çekirdeklenme sürecidir. Atomların (moleküllerin) daha fazla birikmesi, yukarıda bahsedilen adacık şeklindeki kümelerin (çekirdeklerin) sürekli bir film haline gelene kadar genişlemesine neden olur. Bu nedenle, vakum buharlaştırma yöntemiyle üretilen polikristalin filmlerin yapısı ve özellikleri, buharlaşma hızı ve alt tabaka sıcaklığı ile yakından ilişkilidir. Genel olarak, alt tabaka sıcaklığı ne kadar düşükse, buharlaşma hızı o kadar yüksek olur ve film tanecikleri o kadar ince ve yoğun olur.
Bu makale şu kuruluş tarafından yayınlanmıştır:vakum kaplama makinesi üreticisiGuangdong Zhenhua
Yayın tarihi: 23 Mart 2024