A pulverização catódica por corrente contínua (DC) é uma técnica fundamental de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas. Neste processo, é aplicada uma tensão contínua constante entre um substrato (ânodo) e um material alvo (cátodo). O mecanismo principal envolve o bombardeamento do material alvo com gás ionizado, normalmente iões de árgon (Ar), o que resulta na ejeção de átomos do alvo. Estes átomos ejectados viajam então através da câmara de vácuo e depositam-se no substrato, formando uma película fina.
Explicação pormenorizada:
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Aplicação de tensão e ionização:
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Na pulverização catódica DC, é aplicada uma tensão DC de 2-5 kV entre o alvo e o substrato dentro de uma câmara de vácuo. A câmara é inicialmente evacuada a uma pressão de 3-9 mTorr. É então introduzido gás árgon e, sob a influência da tensão aplicada, os átomos de árgon são ionizados para formar um plasma. Este plasma é constituído por iões de árgon com carga positiva.Bombardeamento e pulverização catódica:
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Os iões de árgon carregados positivamente são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo) pelo campo elétrico. Após o impacto, estes iões deslocam átomos do material alvo através de um processo denominado pulverização catódica. Este processo envolve a transferência de energia suficiente para os átomos do alvo para ultrapassar as suas forças de ligação, fazendo com que sejam ejectados da superfície.
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Deposição no substrato:
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Os átomos alvo ejectados viajam em várias direcções dentro da câmara e acabam por se depositar no substrato (ânodo), formando uma película fina. Este processo de deposição é crucial para aplicações como revestimentos metálicos, fabrico de semicondutores e acabamentos decorativos.Vantagens e limitações:
A pulverização catódica DC é particularmente adequada para a deposição de materiais condutores devido à sua simplicidade e baixo custo. É fácil de controlar e requer um consumo de energia relativamente baixo. No entanto, não é eficaz para depositar materiais não condutores ou dieléctricos porque estes materiais não conduzem o fluxo de electrões necessário para manter o processo de pulverização catódica. Além disso, a taxa de deposição pode ser baixa se a densidade dos iões de árgon for insuficiente.
Aplicações:
