A energia dos átomos pulverizados varia normalmente entre dezenas e centenas de electrões-volt.
A energia cinética média destes átomos é frequentemente de cerca de 600 eV.
Esta energia é transmitida aos átomos quando estes são ejectados de um material alvo devido ao impacto de iões de alta energia.
O processo de pulverização catódica envolve a transferência de momento dos iões incidentes para os átomos alvo, levando à sua ejeção.
5 Principais conhecimentos sobre a energia dos átomos pulverizados
1. Mecanismo de transferência de energia
A pulverização catódica ocorre quando os iões colidem com a superfície de um material alvo.
Estes iões têm normalmente energias que variam entre várias centenas de volts e vários kilovolts.
A transferência de energia do ião para o átomo alvo deve exceder a energia de ligação do átomo da superfície para que ocorra a pulverização catódica.
Esta energia de ligação é normalmente da ordem de alguns electrões-volt.
Uma vez atingido o limiar de energia, os átomos alvo ganham energia suficiente para ultrapassar a sua ligação à superfície e são ejectados.
2. Distribuição de energia dos átomos pulverizados
A energia cinética dos átomos pulverizados não é uniforme.
Apresentam uma ampla distribuição de energia, muitas vezes estendendo-se até dezenas de electrões-volt.
Esta distribuição é influenciada por vários factores, incluindo a energia, o ângulo e o tipo de ião de entrada, bem como a natureza do material alvo.
A distribuição de energia pode variar desde impactos balísticos de alta energia até movimentos termalizados de baixa energia, dependendo das condições e da pressão do gás de fundo.
3. Influência dos parâmetros do processo
A eficiência da pulverização catódica e a energia dos átomos pulverizados são significativamente afectadas por vários parâmetros, tais como o ângulo de incidência dos iões, a energia dos iões, as massas dos iões e dos átomos do alvo, a energia de ligação entre os átomos do alvo e a presença de um campo magnético ou de concepções específicas do cátodo nos sistemas de pulverização catódica por magnetrões.
Por exemplo, iões mais pesados ou iões com maior energia conduzem normalmente a maiores transferências de energia para os átomos alvo, resultando em energias cinéticas mais elevadas dos átomos pulverizados.
4. Sputterização preferencial
Em alvos multicomponentes, a pulverização catódica preferencial pode ocorrer quando um componente é pulverizado de forma mais eficiente do que outros devido a diferenças nas energias de ligação ou efeitos de massa.
Isto pode levar a alterações na composição da superfície do alvo ao longo do tempo, afectando a energia e a composição do material pulverizado.
5. Aplicações e controlo
O controlo dos parâmetros de pulverização catódica permite uma manipulação precisa das propriedades das películas depositadas, tornando a deposição por pulverização catódica uma técnica versátil na ciência dos materiais.
A escolha do gás de pulverização (por exemplo, gases inertes como o árgon, o néon, o crípton ou o xénon) e dos gases reactivos também desempenha um papel crucial na determinação da energia e das caraterísticas dos átomos pulverizados.
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