A pulverização catódica em física dos plasmas é um processo em que os átomos são ejectados de um material alvo sólido devido ao bombardeamento por partículas de alta energia, normalmente iões de um plasma.
Este fenómeno é utilizado em várias aplicações científicas e industriais para depositar películas finas de materiais em superfícies.
Explicação das 5 etapas principais
1. Criação do plasma
A pulverização catódica começa com a criação de um plasma, um estado da matéria em que os electrões são separados dos seus átomos, resultando numa mistura de partículas carregadas.
Este plasma é normalmente gerado pela introdução de um gás nobre como o árgon numa câmara de vácuo e pela aplicação de uma tensão DC ou RF.
O gás é ionizado, formando um plasma que contém iões e electrões de alta energia.
2. Bombardeamento do alvo
Os iões de alta energia no plasma são acelerados em direção a um material alvo.
Quando estes iões colidem com o alvo, transferem a sua energia para os átomos na superfície do alvo.
Esta transferência de energia é tão significativa que ejecta átomos da superfície do alvo.
3. Deposição de película fina
Os átomos ejectados viajam através do vácuo e depositam-se num substrato próximo, formando uma película fina.
A espessura e a composição desta película dependem da duração do processo de pulverização catódica e das propriedades do material alvo.
4. Taxa de pulverização catódica
A taxa a que os átomos são ejectados do alvo, conhecida como taxa de pulverização catódica, é influenciada por vários factores, incluindo o rendimento da pulverização catódica, o peso molar do alvo, a densidade do material e a densidade da corrente iónica.
Esta taxa é crucial para controlar a espessura e a uniformidade da película depositada.
5. Aplicações
A pulverização catódica é amplamente utilizada na indústria para depositar películas finas em dispositivos como semicondutores, revestimentos ópticos e suportes de armazenamento magnético.
A capacidade de controlar com precisão a deposição de materiais faz da pulverização catódica uma técnica essencial na tecnologia moderna.
Contexto histórico
O fenómeno da pulverização catódica foi observado pela primeira vez no século XIX e, desde então, evoluiu para uma tecnologia madura com avanços significativos.
O seu desenvolvimento como técnica de deposição de película fina tem sido fundamental para vários avanços tecnológicos.
Em conclusão, a pulverização catódica é um método versátil e preciso para depositar películas finas, aproveitando a energia dos iões de plasma para ejetar e depositar átomos de um material alvo num substrato.
Este processo é fundamental para muitas aplicações tecnológicas e continua a ser aperfeiçoado e avançado.
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