Quá trình nung nóng các vật liệu rắn trong môi trường chân không cao để thăng hoa hoặc bay hơi và lắng đọng chúng trên một chất nền cụ thể để thu được một lớp màng mỏng được gọi là phủ bay hơi chân không (hay còn gọi là phủ bay hơi).
Lịch sử chế tạo màng mỏng bằng phương pháp bay hơi chân không có thể bắt nguồn từ những năm 1850. Năm 1857, M. Farrar bắt đầu thử nghiệm phủ chân không bằng cách làm bay hơi dây kim loại trong nitơ để tạo thành màng mỏng. Do công nghệ chân không thời đó còn thấp, việc chế tạo màng mỏng theo cách này rất tốn thời gian và không thực tế. Mãi đến năm 1930, khi hệ thống bơm khuếch tán dầu và bơm cơ khí được thiết lập, công nghệ chân không mới có thể phát triển nhanh chóng, giúp cho phương pháp phủ bằng bay hơi và phun trở thành một công nghệ khả thi.
Mặc dù phương pháp bay hơi chân không là một công nghệ lắng đọng màng mỏng cổ xưa, nhưng nó lại là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp. Ưu điểm chính của nó là thao tác đơn giản, dễ dàng kiểm soát các thông số lắng đọng và độ tinh khiết cao của màng thu được. Quá trình phủ chân không có thể được chia thành ba bước sau.
1) Vật liệu nguồn được nung nóng và làm tan chảy để bay hơi hoặc thăng hoa; 2) Hơi được tách ra khỏi vật liệu nguồn để bay hơi hoặc thăng hoa.
2) Hơi được truyền từ vật liệu nguồn sang chất nền.
3) Hơi nước ngưng tụ trên bề mặt chất nền để tạo thành một lớp màng rắn.
Quá trình bay hơi chân không tạo ra màng mỏng thường là màng đa tinh thể hoặc màng vô định hình, trong đó sự phát triển từ màng thành các đảo là chủ yếu, thông qua hai quá trình tạo mầm và tạo màng. Các nguyên tử (hoặc phân tử) bay hơi va chạm với chất nền, một phần bám dính vĩnh viễn vào chất nền, một phần hấp phụ rồi bay hơi khỏi chất nền, và một phần phản xạ trực tiếp trở lại từ bề mặt chất nền. Sự bám dính của các nguyên tử (hoặc phân tử) vào bề mặt chất nền do chuyển động nhiệt có thể di chuyển dọc theo bề mặt, chẳng hạn như chạm vào các nguyên tử khác sẽ tích tụ thành cụm. Các cụm có nhiều khả năng hình thành ở những nơi có ứng suất trên bề mặt chất nền cao, hoặc trên các bước solvat hóa của chất nền tinh thể, bởi vì điều này làm giảm thiểu năng lượng tự do của các nguyên tử hấp phụ. Đây là quá trình tạo mầm. Sự lắng đọng tiếp theo của các nguyên tử (phân tử) dẫn đến sự mở rộng của các cụm hình đảo (mầm) đã đề cập ở trên cho đến khi chúng mở rộng thành một màng liên tục. Do đó, cấu trúc và tính chất của màng đa tinh thể bay hơi chân không có liên quan chặt chẽ đến tốc độ bay hơi và nhiệt độ chất nền. Nhìn chung, nhiệt độ chất nền càng thấp thì tốc độ bay hơi càng cao, cấu trúc hạt màng càng mịn và đặc hơn.
–Bài viết này được phát hành bởiNhà sản xuất máy phủ chân khôngQuảng Đông Chấn Hoa
Thời gian đăng bài: 23/03/2024