A pulverização catódica DC é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas em substratos.
Envolve a utilização de uma tensão de corrente contínua (CC) para criar um plasma num ambiente de gás de baixa pressão, normalmente árgon.
O processo envolve o bombardeamento de um material alvo com iões de árgon, o que faz com que os átomos do alvo sejam ejectados e subsequentemente depositados num substrato, formando uma película fina.
Mecanismo da pulverização catódica DC: (5 etapas principais explicadas)
1. Criação de vácuo
O processo começa com a criação de vácuo dentro da câmara de pulverização catódica.
Este passo é crucial por várias razões: assegura a limpeza e melhora o controlo do processo, aumentando o caminho livre médio das partículas.
No vácuo, as partículas podem percorrer distâncias maiores sem colidir, permitindo que os átomos pulverizados atinjam o substrato sem interferência, resultando numa deposição mais uniforme e suave.
2. Formação de plasma e bombardeamento de iões
Uma vez estabelecido o vácuo, a câmara é preenchida com um gás inerte, normalmente árgon.
É aplicada uma tensão contínua entre o alvo (cátodo) e o substrato (ânodo), criando uma descarga de plasma.
Neste plasma, os átomos de árgon são ionizados em iões de árgon.
Estes iões são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente pelo campo elétrico, ganhando energia cinética.
3. Sputtering do material alvo
Os iões de árgon energéticos colidem com o material alvo, fazendo com que os átomos do alvo sejam ejectados.
Este processo, conhecido como pulverização catódica, baseia-se na transferência de momento dos iões de alta energia para os átomos do alvo.
Os átomos do alvo ejectados encontram-se no estado de vapor e são designados por átomos pulverizados.
4. Deposição no substrato
Os átomos pulverizados viajam através do plasma e depositam-se no substrato, que é mantido a um potencial elétrico diferente.
Este processo de deposição resulta na formação de uma película fina na superfície do substrato.
As propriedades da película, como a espessura e a uniformidade, podem ser controladas através do ajuste de parâmetros como a tensão, a pressão do gás e a distância entre o alvo e o substrato.
5. Controlo e aplicações
A pulverização catódica em corrente contínua é preferida pela sua simplicidade e rentabilidade, especialmente para a deposição de materiais condutores.
O processo é facilmente controlado, o que o torna adequado para várias aplicações, incluindo o fabrico de semicondutores, revestimentos decorativos em jóias e relógios e revestimentos funcionais em vidro e plásticos.
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