A gama de energia da pulverização catódica começa normalmente a partir de um limiar de cerca de dez a cem electrões-volt (eV) e pode estender-se a várias centenas de eV, com uma energia média frequentemente uma ordem de grandeza acima da energia de ligação da superfície.
Explicação pormenorizada:
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Energia de limiar para pulverização catódica:
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A pulverização catódica ocorre quando um ião transfere energia suficiente para um átomo alvo para ultrapassar a sua energia de ligação à superfície. Este limiar situa-se normalmente entre 10 e 100 eV. Abaixo desta faixa, a transferência de energia é insuficiente para ejetar átomos do material alvo.Energia dos átomos projectados:
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A energia cinética dos átomos pulverizados varia muito, mas é geralmente superior a dezenas de electrões-volt, frequentemente cerca de 600 eV. Esta energia elevada é devida à troca de momento durante as colisões ião-átomo. Aproximadamente 1% dos iões que atingem a superfície causam re-sputtering, onde os átomos são ejectados de volta para o substrato.
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Rendimento de pulverização e dependência de energia:
- O rendimento da pulverização catódica, que é o número médio de átomos ejectados por cada ião incidente, depende de vários factores, incluindo o ângulo de incidência do ião, a energia do ião, os pesos atómicos, a energia de ligação e as condições do plasma. A distribuição de energia dos átomos pulverizados atinge um pico em cerca de metade da energia de ligação da superfície, mas estende-se a energias mais elevadas, com uma energia média frequentemente muito acima do limiar.
- Tipos de pulverização e níveis de energia:Sputtering de Diodo DC:
- Utiliza uma tensão DC de 500-1000 V, com iões de árgon a transferir energia para os átomos alvo a energias dentro deste intervalo.Sputtering por feixe de iões:
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Envolve energias mais elevadas, com uma energia de pulverização média de 10 eV, que é muito superior às energias térmicas e típica da evaporação a vácuo.Sputtering eletrónico:
Pode envolver energias muito elevadas ou iões pesados altamente carregados, conduzindo a rendimentos de pulverização elevados, particularmente em isoladores.
Aplicações e requisitos energéticos:
