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A deposição física de vapor (PVD) é uma família de técnicas utilizadas para depositar películas finas de material num substrato.Os principais métodos incluem pulverização catódica, evaporação térmica, evaporação por feixe de electrões (evaporação por feixe eletrónico), epitaxia por feixe molecular (MBE), revestimento iónico e deposição por laser pulsado (PLD).Estes métodos variam nos seus mecanismos, tais como a forma como o material é vaporizado e depositado, mas todos envolvem a transferência física de material de uma fonte para um substrato sem reacções químicas.Cada método tem vantagens únicas e é escolhido com base nos requisitos específicos da aplicação, como a qualidade da película, a taxa de deposição e a compatibilidade com o material do substrato.

Pontos-chave explicados:

1. Sputtering:

   • Processo:Consiste em ejetar material de um alvo (fonte), bombardeando-o com iões de alta energia, normalmente num ambiente de vácuo.Os átomos ejectados depositam-se então no substrato.
   • Tipos de átomos:Inclui a pulverização catódica por magnetrão e a pulverização catódica por feixe de iões.
   • Aplicações:Amplamente utilizado na indústria de semicondutores, revestimentos ópticos e revestimentos decorativos devido à sua capacidade de depositar uma vasta gama de materiais com boa aderência e uniformidade.

2. Evaporação térmica:

   • Processo:Envolve o aquecimento do material de origem no vácuo até à sua vaporização.O vapor condensa-se então no substrato mais frio para formar uma película fina.
   • Tipos:Pode ainda ser dividida em evaporação por aquecimento resistivo e evaporação por feixe de electrões.
   • Aplicações:Normalmente utilizado para depositar metais e compostos simples em aplicações como células solares, OLEDs e transístores de película fina.

3. Evaporação por feixe de electrões (E-Beam Evaporation):

   • Processo:Utiliza um feixe de electrões focalizado para aquecer e vaporizar o material de origem no vácuo.O material vaporizado deposita-se então no substrato.
   • Vantagens:Permite a produção de películas de elevada pureza e é adequado para materiais com pontos de fusão elevados.
   • Aplicações:Utilizado na produção de revestimentos ópticos de alto desempenho, dispositivos semicondutores e revestimentos resistentes ao desgaste.

4. Epitaxia por feixe molecular (MBE):

   • Processo:Consiste na deposição de um ou mais materiais sobre um substrato aquecido num vácuo ultra-elevado.Os materiais são evaporados a partir de células de efusão e formam um feixe que se deposita átomo a átomo no substrato.
   • Vantagens:Permite um controlo preciso da espessura e da composição da película, tornando-a ideal para a produção de películas cristalinas de alta qualidade.
   • Aplicações:Utilizado principalmente no fabrico de dispositivos semicondutores, tais como poços quânticos, super-redes e outras nanoestruturas.

5. Galvanização iónica:

   • Processo:Combina elementos de pulverização catódica e evaporação.O substrato é bombardeado com iões durante o processo de deposição, o que melhora a aderência e a densidade da película.
   • Aplicações:Utilizado em aplicações que requerem uma forte adesão e películas densas, tais como revestimentos de ferramentas e componentes aeroespaciais.

6. Deposição por Laser Pulsado (PLD):

   • Processo:Consiste na utilização de um laser pulsado de alta potência para ablacionar material de um alvo, que depois se deposita no substrato.
   • Vantagens:Capaz de depositar materiais complexos, como óxidos e nitretos, com alta precisão.
   • Aplicações:Utilizado em investigação e desenvolvimento para depositar películas finas de materiais complexos, incluindo supercondutores de alta temperatura e materiais ferroeléctricos.

7. Evaporação reactiva activada (ARE):

   • Processo:Envolve a evaporação de um material na presença de um gás reativo, que reage com o vapor para formar uma película composta no substrato.
   • Aplicações:Utilizado para depositar películas compostas, como nitretos e carbonetos, em aplicações como revestimentos resistentes ao desgaste e revestimentos ópticos.

8. Deposição por feixe de aglomerados ionizados (ICBD):

   • Processo:Envolve a formação de pequenos aglomerados de átomos ou moléculas, que são ionizados e depois acelerados em direção ao substrato.
   • Vantagens:Permite um bom controlo da morfologia da película e pode produzir películas com propriedades únicas.
   • Aplicações:Utilizado na deposição de películas finas para dispositivos electrónicos e ópticos.

Cada um destes métodos de PVD tem o seu próprio conjunto de vantagens e limitações, o que os torna adequados para diferentes aplicações.A escolha do método depende de factores como o material a depositar, as propriedades desejadas da película e os requisitos específicos da aplicação.

Tabela de resumo:

Método	Processo	Vantagens	Aplicações
Sputtering	Ejecta material de um alvo utilizando iões de alta energia.	Deposita uma vasta gama de materiais com boa aderência e uniformidade.	Indústria de semicondutores, revestimentos ópticos, revestimentos decorativos.
Evaporação térmica	Aquece o material de origem no vácuo até este vaporizar.	Simples e eficaz para metais e compostos simples.	Células solares, OLEDs, transístores de película fina.
Evaporação por feixe de electrões	Utiliza um feixe de electrões para vaporizar materiais com elevado ponto de fusão.	Películas de elevada pureza, adequadas para materiais com elevado ponto de fusão.	Revestimentos ópticos, dispositivos semicondutores, revestimentos resistentes ao desgaste.
MBE	Deposita materiais átomo a átomo num vácuo ultra-elevado.	Controlo preciso da espessura e da composição da película.	Poços quânticos, super-redes, nanoestruturas.
Revestimento iónico	Combina a pulverização catódica e a evaporação com bombardeamento de iões.	Melhora a aderência e a densidade da película.	Revestimentos de ferramentas, componentes aeroespaciais.
PLD	Utiliza um laser pulsado para fazer a ablação de material de um alvo.	Deposita materiais complexos com elevada precisão.	Supercondutores de alta temperatura, materiais ferroeléctricos.
ARE	Evapora o material na presença de gás reativo para formar películas compostas.	Deposita películas de compostos como nitretos e carbonetos.	Revestimentos resistentes ao desgaste, revestimentos ópticos.
ICBD	Ioniza e acelera pequenos grupos de átomos ou moléculas.	Permite controlar a morfologia da película e as suas propriedades únicas.	Dispositivos electrónicos e ópticos.

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