O feixe de electrões na evaporação por feixe de electrões (E-beam) é utilizado para aquecer e vaporizar uma amostra num ambiente de vácuo. Aqui está uma explicação pormenorizada:
Resumo:
O feixe de electrões, gerado a partir de um filamento e orientado por campos eléctricos e magnéticos, é dirigido para o material de origem, normalmente mantido num cadinho. A elevada energia cinética dos electrões é transferida para o material, provocando o seu aquecimento e eventual vaporização. Os átomos ou moléculas vaporizados viajam então através da câmara de vácuo para se depositarem num substrato posicionado acima.
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Explicação pormenorizada:
- Geração e orientação do feixe de electrões:
- O feixe de electrões é gerado a partir de um filamento e acelerado até atingir uma energia cinética elevada (até 10 kV) através de um campo elétrico de alta tensão.
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São utilizados campos eléctricos e magnéticos para dirigir o feixe com precisão para o material de origem, que se encontra normalmente sob a forma de pastilhas ou de um bloco colocado num cadinho.
- Transferência de energia e vaporização:
- Quando o feixe de electrões atinge o material de origem, a sua energia cinética é convertida em calor, o que aumenta a temperatura do material.
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À medida que o material aquece, os átomos da sua superfície ganham energia suficiente para ultrapassar as forças de ligação que os prendem ao material a granel, fazendo com que abandonem a superfície sob a forma de vapor.
- Evaporação e deposição:
- Os átomos ou moléculas vaporizados atravessam a câmara de vácuo com energia térmica (menos de 1 eV), sem serem perturbados por outras partículas, assegurando uma deposição em "linha de visão" num substrato posicionado a uma distância de trabalho de 300 mm a 1 metro.
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Este método é particularmente útil para a deposição de materiais com elevados pontos de fusão que não podem ser facilmente evaporados pelos métodos tradicionais. Também permite taxas de deposição elevadas a temperaturas de substrato relativamente baixas.
- Vantagens e considerações:
- A baixa energia de chegada do material evaporado é benéfica para substratos sensíveis, embora a radiação da intensa transferência de energia do feixe de electrões abaixo do substrato possa ser um fator significativo.
A utilização de um cadinho arrefecido ajuda a evitar a difusão de impurezas do cadinho para a carga, mantendo a pureza do material evaporado.Revisão e correção:
