A pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas num substrato para vários fins comerciais e científicos. Ao contrário de outros métodos de deposição de vapor, o material de origem (alvo) não derrete; em vez disso, os átomos são ejectados por transferência de momento de uma partícula de bombardeamento, normalmente um ião gasoso. Este processo oferece vantagens como energias cinéticas mais elevadas dos átomos ejectados por pulverização catódica para uma melhor adesão e a capacidade de pulverizar materiais com pontos de fusão muito elevados.
Explicação pormenorizada:
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Mecanismo de pulverização catódica:
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A pulverização catódica ocorre quando a superfície de um material sólido é bombardeada por partículas de alta energia, tais como iões de um gás ou plasma. Este bombardeamento resulta na ejeção de partículas microscópicas do material alvo. Os iões incidentes, que podem ser gerados por métodos como aceleradores de partículas, magnetrões de radiofrequência ou plasma, colidem com átomos-alvo na superfície dos sólidos. Estas colisões trocam momento, desencadeando cascatas de colisão em partículas adjacentes. Se a energia destas cascatas exceder a energia de ligação do alvo na superfície, um átomo é ejectado, um processo conhecido como pulverização catódica.Tipos de Sputtering:
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Existem vários tipos de processos de pulverização catódica, incluindo o feixe de iões, o díodo e a pulverização catódica por magnetrão. A pulverização magnetrónica, em particular, é amplamente utilizada devido à sua eficiência e respeito pelo ambiente. Envolve a utilização de uma alta tensão através de um gás de baixa pressão (normalmente árgon) para criar um plasma de alta energia. Este plasma, muitas vezes visível como uma "descarga incandescente", consiste em electrões e iões de gás, que facilitam o processo de pulverização catódica.
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Aplicações e vantagens:
A pulverização catódica é amplamente utilizada para criar películas finas de metais, semicondutores e dispositivos ópticos. É crucial no fabrico de semicondutores, unidades de disco, CDs e dispositivos ópticos. A técnica é valorizada pela sua capacidade de depositar materiais com elevada precisão e uniformidade, mesmo em geometrias complexas. Além disso, a elevada energia cinética dos átomos ejectados aumenta a adesão da película depositada, tornando-a adequada para várias aplicações, desde revestimentos reflectores a dispositivos semicondutores avançados.
Importância histórica e tecnológica:
