Процес нагрівання твердих матеріалів у середовищі високого вакууму для сублімації або випаровування та осадження їх на певній підкладці для отримання тонкої плівки відомий як вакуумне випаровування (або покриття випаровуванням).
Історію отримання тонких плівок методом вакуумного випаровування можна простежити до 1850-х років. У 1857 році М. Фаррар розпочав спробу вакуумного покриття шляхом випаровування металевих дротів в азоті для формування тонких плівок. Через низьковукуумну технологію на той час отримання тонких плівок таким способом було дуже трудомістким і непрактичним. До 1930 року була створена система масляного дифузійного насоса та механічного насоса, вакуумна технологія швидко розвивалася, але лише після цього випаровування та розпилення стали практичною технологією.
Хоча вакуумне випаровування є давньою технологією нанесення тонких плівок, саме в лабораторіях та промисловості він використовується найпоширенішим методом. Його основними перевагами є простота експлуатації, легке керування параметрами нанесення та висока чистота отриманих плівок. Процес вакуумного покриття можна розділити на наступні три етапи.
1) вихідний матеріал нагрівають і плавлять для випаровування або сублімації; 2) пара видаляється з вихідного матеріалу для випаровування або сублімації.
2) Пара переноситься з вихідного матеріалу на підкладку.
3) Пара конденсується на поверхні підкладки, утворюючи тверду плівку.
Вакуумне випаровування тонких плівок, як правило, являє собою полікристалічні або аморфні плівки, де домінує процес зростання плівки до островів, що відбувається через два процеси нуклеації та плівки. Випаровані атоми (або молекули) стикаються з підкладкою, частково постійно прикріплюються до підкладки, частково адсорбуються та випаровуються з підкладки, а частково безпосередньо відбиваються від поверхні підкладки. Адгезія атомів (або молекул) до поверхні підкладки внаслідок теплового руху може переміщатися вздовж поверхні, наприклад, торкаючись інших атомів, вони накопичуються в кластери. Кластери найчастіше утворюються там, де напруження на поверхні підкладки високе, або на стадіях сольватації кристалічної підкладки, оскільки це мінімізує вільну енергію адсорбованих атомів. Це процес нуклеації. Подальше осадження атомів (молекул) призводить до розширення згаданих вище кластерів (зародків) у формі островів, доки вони не розтягнуться в суцільну плівку. Отже, структура та властивості полікристалічних плівок, випарованих у вакуумі, тісно пов'язані зі швидкістю випаровування та температурою підкладки. Загалом кажучи, чим нижча температура підкладки, тим вища швидкість випаровування, тим тонше та щільніше зерно плівки.
–Цю статтю опубліковановиробник вакуумних машин для покриттяГуандун Чженьхуа
Час публікації: 23 березня 2024 р.