A pulverização catódica é um processo de deposição física de vapor (PVD) em que os átomos são ejectados de um material alvo sólido devido ao bombardeamento por partículas de alta energia, normalmente iões. Este processo é utilizado para depositar películas finas num substrato, o que o torna uma técnica crucial em várias indústrias para revestimento e modificação de materiais.
Mecanismo do Processo de Sputtering:
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Configuração e inicialização:
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O processo começa numa câmara de vácuo onde é introduzido um gás controlado, normalmente árgon. O material alvo, que é a fonte dos átomos a serem depositados, é carregado negativamente e serve como cátodo. Esta configuração é necessária para criar um ambiente de plasma.Criação de plasma:
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O cátodo é energizado eletricamente, o que leva à emissão de electrões livres. Estes electrões colidem com os átomos de gás árgon, ionizando-os em iões de árgon e mais electrões livres. Este processo de ionização sustenta o plasma, que é uma mistura de partículas carregadas.
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Bombardeamento de iões:
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Os iões de árgon, estando carregados positivamente, são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo) devido ao campo elétrico. Quando estes iões atingem a superfície do alvo, transferem a sua energia cinética para os átomos do alvo.Ejeção de átomos:
- Se a energia transferida pelos iões for suficiente, ultrapassa a energia de ligação dos átomos do alvo, fazendo com que estes sejam ejectados da superfície. Esta ejeção deve-se à transferência de momento e às colisões subsequentes dentro do material alvo.Deposição no substrato:
- Os átomos ejectados viajam em linhas rectas e são depositados num substrato próximo, colocado no caminho destas partículas ejectadas. Isto resulta na formação de uma película fina do material alvo sobre o substrato.
- Factores que influenciam a pulverização catódica:Energia dos iões incidentes:
Os iões de maior energia podem penetrar mais profundamente no material alvo, aumentando a probabilidade de ejeção de átomos.Massa dos iões incidentes e dos átomos do alvo:
A massa dos iões e dos átomos do alvo afecta a eficiência da transferência de momento.
