O plasma é criado no processo de pulverização catódica principalmente através da ionização de gás.
Este método envolve vários passos e condições chave.
Segue-se uma descrição pormenorizada:
1. Introdução de gás e controlo da pressão
O processo começa com a introdução de um gás nobre, normalmente árgon, numa câmara de vácuo.
A pressão no interior da câmara é cuidadosamente controlada, atingindo normalmente um máximo de 0,1 Torr.
Este ambiente de baixa pressão é crucial para o processo de ionização subsequente.
2. Aplicação de alta tensão
Uma vez atingida a pressão desejada, é aplicada uma alta tensão ao gás.
Esta tensão pode ser DC (corrente contínua) ou RF (radiofrequência).
É necessário ionizar os átomos de árgon.
O potencial de ionização do árgon é de cerca de 15,8 electrões-volt (eV).
A tensão aplicada deve ultrapassar este valor para iniciar a ionização.
3. Formação do plasma
A tensão aplicada faz com que os átomos de árgon percam electrões, transformando-os em iões de carga positiva.
Este processo de ionização cria um plasma.
Um plasma é um estado da matéria em que os electrões estão dissociados dos seus núcleos.
O plasma assim formado contém uma mistura de iões de árgon, electrões e alguns átomos neutros.
4. Interação com o material-alvo
O plasma é gerado na proximidade imediata de um material alvo, normalmente um metal ou cerâmica, que deve ser pulverizado.
O alvo é posicionado perto de um conjunto magnético.
Quando o plasma está ativo, os iões de árgon são acelerados em direção ao alvo devido ao campo elétrico.
Estes iões de alta energia colidem com a superfície do alvo, deslocando os átomos do alvo.
Sputtering e revestimento
Os átomos deslocados do alvo são ejectados para a fase gasosa e podem depois depositar-se num substrato próximo, formando uma película fina.
Este processo é conhecido como pulverização catódica.
A taxa de pulverização catódica depende de vários factores, incluindo o rendimento da pulverização catódica, o peso molar do alvo, a densidade do material e a densidade da corrente iónica.
Técnicas de melhoramento
Para melhorar o processo de pulverização catódica, podem ser utilizadas técnicas como a pulverização catódica tripolar.
Este método utiliza uma descarga de arco de fio quente para melhorar a descarga luminescente.
No entanto, estes métodos podem ser difíceis de implementar para um revestimento uniforme em grandes áreas e não são normalmente utilizados na indústria.
Em resumo, o plasma na pulverização catódica é criado através da ionização de um gás nobre, como o árgon, sob condições controladas de baixa pressão, utilizando uma alta tensão.
Este plasma interage então com um material alvo para ejetar átomos que podem ser depositados como uma película fina num substrato.
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