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O método convencional de pulverização catódica é uma técnica de deposição de película fina amplamente utilizada, na qual os átomos são ejectados de um material alvo sólido devido ao bombardeamento por iões de alta energia.Estes átomos ejectados depositam-se então sobre um substrato, formando uma película fina.O processo envolve normalmente a criação de um ambiente de vácuo, a introdução de um gás inerte como o árgon, a ionização do gás para formar um plasma e a utilização dos iões resultantes para pulverizar o material alvo.Este método é altamente preciso e é normalmente utilizado em indústrias como a dos semicondutores, da ótica e dos revestimentos.

Explicação dos pontos principais:

1. Criação de um ambiente de vácuo:

   • O processo começa com a criação de um vácuo no interior da câmara de reação para eliminar as impurezas e a humidade.Isto assegura um ambiente controlado para uma deposição uniforme.
   • A pressão é normalmente reduzida para cerca de 1 Pa (0,0000145 psi).

2. Introdução de gás inerte:

   • Um gás inerte, normalmente árgon, é introduzido na câmara a baixa pressão.Este gás é escolhido por ser quimicamente não reativo, evitando a contaminação do material alvo.
   • A gama de pressões situa-se normalmente entre 10^-1 e 10^-3 mbar.

3. Geração de plasma:

   • É aplicada uma tensão elevada (3-5 kV) para ionizar o gás árgon, criando um plasma composto por iões Ar+.
   • O plasma é confinado e acelerado em torno do alvo utilizando um campo magnético, aumentando a eficiência do processo de pulverização catódica.

4. Bombardeamento de iões e pulverização catódica:

   • Os iões de árgon carregados positivamente são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo).
   • Quando estes iões de alta energia atingem o alvo, transferem a sua energia, fazendo com que os átomos sejam ejectados da superfície do alvo.Este fenómeno é conhecido como sputtering.

5. Transporte de átomos pulverizados:

   • Os átomos ejectados viajam através do ambiente de baixa pressão e depositam-se no substrato.
   • Este transporte ocorre numa região de pressão reduzida, garantindo o mínimo de interferência e contaminação.

6. Formação de película fina:

   • Os átomos pulverizados condensam-se no substrato, formando uma película fina.
   • As propriedades da película, como a espessura e a uniformidade, podem ser controladas com precisão através do ajuste de parâmetros como a pressão do gás, a tensão e a distância alvo-substrato.

7. Aquecimento (opcional):

   • Nalguns casos, a câmara é aquecida a temperaturas que variam entre 150°C e 750°C (302°F e 1382°F) para melhorar a adesão e a qualidade da película depositada.

8. Técnicas comuns de Sputtering:

   • Pulverização catódica por magnetrão:Utiliza um campo magnético para aumentar a densidade do plasma e a eficiência da pulverização catódica.
   • Sputtering DC:A corrente contínua é utilizada para gerar o plasma e pulverizar o material alvo.
   • Sputtering RF:A radiofrequência é utilizada para ionizar o gás, adequado para materiais isolantes.
   • Sputtering reativo:Consiste na introdução de um gás reativo (por exemplo, oxigénio ou azoto) para formar películas compostas.

9. Aplicações:

   • O método de pulverização catódica convencional é utilizado em várias indústrias, incluindo:
     • Semicondutores:Para a deposição de películas finas em circuitos integrados.
     • Ótica:Para criar revestimentos antirreflexo e reflectores.
     • Revestimentos:Para revestimentos decorativos e resistentes ao desgaste em ferramentas e componentes.

Seguindo estes passos, o método de pulverização catódica convencional garante uma deposição de película fina precisa e de alta qualidade, tornando-o numa pedra angular do fabrico moderno e da ciência dos materiais.

Tabela de resumo:

Etapas principais	Detalhes
Ambiente de vácuo	Pressão reduzida a ~1 Pa para uma deposição controlada e sem impurezas.
Introdução de gás inerte	Gás árgon introduzido a 10^-1 a 10^-3 mbar para prevenção de contaminação.
Geração de plasma	A tensão de 3-5 kV ioniza o árgon, formando um plasma Ar+ para uma pulverização eficiente.
Bombardeamento de iões	Os iões Ar+ atingem o alvo, ejectando átomos para o substrato.
Formação de películas finas	Os átomos pulverizados condensam-se, formando películas uniformes com controlo preciso.
Aquecimento (opcional)	Câmara aquecida a 150°C-750°C para uma melhor aderência e qualidade da película.
Técnicas comuns	Magnetron, DC, RF e pulverização reactiva para várias necessidades de materiais.
Aplicações	Semicondutores, ótica e revestimentos resistentes ao desgaste.

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