O rendimento da pulverização catódica depende de vários factores-chave: a energia dos iões incidentes, as massas dos iões e dos átomos do alvo e a energia de ligação dos átomos no sólido. Estes factores influenciam a eficácia com que os átomos são ejectados do material alvo durante o processo de pulverização catódica.
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Energia dos iões incidentes: A energia dos iões que atingem o material alvo é crucial. Na gama de 10 a 5000 eV, o rendimento da pulverização catódica aumenta à medida que a energia dos iões incidentes aumenta. Isto deve-se ao facto de os iões de maior energia terem mais energia cinética para transferir para os átomos do alvo, facilitando a sua ejeção da superfície.
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Massas dos iões e dos átomos alvo: A massa dos iões incidentes e a massa dos átomos alvo também desempenham um papel importante. Geralmente, o rendimento da pulverização catódica aumenta com a massa das partículas bombardeadas. Isto deve-se ao aumento da transferência de momento dos iões mais pesados para os átomos alvo, o que aumenta a probabilidade de ejeção. Da mesma forma, a massa dos átomos alvo afecta a facilidade com que podem ser deslocados; os átomos alvo mais leves são normalmente mais fáceis de pulverizar.
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Energia de ligação dos átomos no sólido: A energia de ligação dos átomos dentro do material alvo sólido determina a força com que eles são mantidos no lugar. Energias de ligação mais elevadas requerem mais energia para deslocar os átomos, afectando assim o rendimento da pulverização. Os materiais com energias de ligação mais baixas são mais fáceis de pulverizar, uma vez que os iões incidentes necessitam de menos energia para ultrapassar as ligações atómicas.
Estes factores são manipulados em aplicações práticas de pulverização catódica através de várias técnicas, como o ajuste das propriedades do plasma (densidade de iões, por exemplo), a utilização de potência de RF, a aplicação de campos magnéticos e a definição de tensões de polarização. Estes ajustes ajudam a otimizar as condições de pulverização para atingir as taxas de deposição e as propriedades do material desejadas.
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