Os alvos de pulverização catódica funcionam através da utilização de partículas de alta energia para ejetar fisicamente átomos de um material alvo sólido, que depois se depositam num substrato para formar uma película fina. Este processo ocorre num ambiente de vácuo para evitar interacções indesejadas com o ar ou outros gases.
Explicação pormenorizada:
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Ambiente de vácuo: O alvo de pulverização catódica é colocado dentro de uma câmara de vácuo. Este ambiente é crucial, pois impede que o material alvo interaja com o ar ou outros gases que possam interferir com o processo de pulverização catódica. O vácuo também assegura que os átomos ejectados do alvo se desloquem sem obstáculos para o substrato.
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Partículas de alta energia: O processo de pulverização catódica envolve o bombardeamento do alvo com partículas de alta energia, normalmente iões. Estas partículas têm energias cinéticas a partir de dezenas de electrões-volt (eV). Uma parte destas partículas é ionizada, razão pela qual a pulverização catódica é considerada uma aplicação de plasma.
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Ejeção de átomos: Quando as partículas de alta energia atingem a superfície do alvo, transferem a sua energia para os átomos do alvo. Esta transferência de energia é tão significativa que ejecta fisicamente (ou "expulsa") átomos do material alvo. Esta ejeção é o mecanismo central da pulverização catódica.
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Deposição no substrato: Os átomos ejectados do alvo viajam em direção a um substrato, que é normalmente montado em frente ao alvo. Estes átomos depositam-se então no substrato, formando uma película fina. A deposição ocorre rápida e uniformemente, permitindo que mesmo materiais sensíveis ao calor, como os plásticos, sejam revestidos com metais ou cerâmicas sem aquecimento significativo.
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Controlo da energia das partículas: Para substratos sensíveis, a câmara de vácuo pode ser enchida com um gás inerte até um certo grau. Este gás ajuda a controlar a energia cinética das partículas ejectadas, fazendo com que estas sofram colisões e percam alguma velocidade antes de atingirem o substrato, evitando assim danos no substrato.
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Aplicações: Os alvos de pulverização catódica são amplamente utilizados em vários domínios, como a microeletrónica, onde depositam películas finas de materiais como o alumínio, o cobre e o titânio em bolachas de silício para criar dispositivos electrónicos. São também utilizados na produção de células solares de película fina, optoelectrónica e revestimentos decorativos.
Em resumo, os alvos de pulverização catódica facilitam a deposição de películas finas utilizando um bombardeamento controlado de alta energia para ejetar átomos de material alvo, que são depois depositados num substrato num ambiente de vácuo. Esta tecnologia é essencial para inúmeras aplicações industriais e tecnológicas, particularmente nas indústrias de eletrónica e de semicondutores.
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