A pulverização catódica de iões é um processo utilizado na deposição de películas finas.
Envolve a aceleração de iões energéticos em direção a um material alvo.
Estes iões atingem a superfície do alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados ou pulverizados.
Os átomos pulverizados viajam então em direção a um substrato e são incorporados numa película em crescimento.
Como funciona a pulverização iónica? Explicado em 7 passos simples
1. Criação de iões energéticos
O processo de pulverização catódica requer iões com energia suficiente.
Estes iões são dirigidos para a superfície do alvo para ejetar átomos.
A interação entre os iões e o material alvo é determinada pela velocidade e energia dos iões.
Podem ser utilizados campos eléctricos e magnéticos para controlar estes parâmetros.
2. O papel dos electrões dispersos
O processo inicia-se quando um eletrão desgarrado próximo do cátodo é acelerado em direção ao ânodo.
Este eletrão colide com um átomo de gás neutro, convertendo-o num ião de carga positiva.
3. Sputterização por feixe de iões
A pulverização catódica por feixe de iões consiste em fazer incidir um feixe de iões-electrões sobre um alvo para pulverizar material sobre um substrato.
O processo começa por colocar a superfície que necessita do revestimento dentro de uma câmara de vácuo cheia de átomos de gás inerte.
O material alvo recebe uma carga negativa, convertendo-o num cátodo e fazendo com que os electrões livres fluam a partir dele.
Estes electrões livres colidem então com os electrões que rodeiam os átomos de gás carregados negativamente.
Como resultado, os electrões do gás são expulsos, convertendo os átomos do gás em iões de alta energia com carga positiva.
O material alvo atrai estes iões, que colidem com ele a alta velocidade, desprendendo partículas de tamanho atómico.
4. Partículas pulverizadas
Estas partículas pulverizadas atravessam então a câmara de vácuo e aterram no substrato, criando uma película de iões alvo ejectados.
A igual direccionalidade e energia dos iões contribuem para a obtenção de uma elevada densidade e qualidade da película.
5. A câmara de vácuo
Num sistema de pulverização catódica, o processo ocorre dentro de uma câmara de vácuo.
O substrato para o revestimento da película é normalmente o vidro.
O material de origem, conhecido como alvo de pulverização catódica, é um alvo rotativo feito de metal, cerâmica ou mesmo plástico.
Por exemplo, o molibdénio pode ser utilizado como alvo para produzir películas finas condutoras em ecrãs ou células solares.
6. Iniciar o processo de pulverização catódica
Para iniciar o processo de pulverização catódica, o gás ionizado é acelerado por um campo elétrico em direção ao alvo, bombardeando-o.
As colisões entre os iões e o material do alvo resultam na ejeção de átomos da rede do alvo para o estado gasoso da câmara de revestimento.
Estas partículas alvo podem então voar por linha de visão ou ser ionizadas e aceleradas por forças eléctricas em direção ao substrato, onde são adsorvidas e se tornam parte da película fina em crescimento.
7. Sputtering DC
A pulverização catódica DC é uma forma específica de pulverização catódica que utiliza uma descarga gasosa DC.
Neste processo, os iões atingem o alvo (cátodo) da descarga, que serve de fonte de deposição.
O substrato e as paredes da câmara de vácuo podem atuar como ânodo, e é utilizada uma fonte de alimentação CC de alta tensão para fornecer a tensão necessária.
Continue a explorar, consulte os nossos especialistas
Procura equipamento de pulverização iónica de alta qualidade para o seu laboratório?
A KINTEK é a melhor escolha!
A nossa tecnologia de ponta e a nossa experiência em pulverização catódica por feixe de iões ajudá-lo-ão a obter processos de deposição precisos e eficientes.
Contacte-nos hoje para saber mais sobre as nossas soluções inovadoras e levar a sua investigação para o próximo nível!
