A evaporação por feixe de electrões é um método utilizado para depositar camadas finas de material num substrato. Esta técnica faz parte de um grupo mais vasto de métodos designados por deposição física de vapor (PVD). Envolve a utilização de um feixe de electrões focalizado para aquecer e evaporar materiais, normalmente num ambiente de vácuo. Este método é ótimo para criar revestimentos densos e de elevada pureza em substratos. Também pode tratar materiais com pontos de fusão elevados que são difíceis de processar utilizando outros métodos.
Qual é a física da evaporação por feixe de electrões? Explicação dos 4 passos principais
1. Geração e focagem do feixe de electrões
O processo começa com um filamento de tungsténio. Quando a corrente passa através deste filamento, este aquece e emite electrões. É aplicada uma alta tensão entre o filamento e um cadinho que contém o material de origem. Esta tensão acelera os electrões em direção ao material. É utilizado um forte campo magnético para concentrar estes electrões num feixe unificado.
2. Transferência de energia e evaporação
O feixe de electrões de alta energia atinge o material de origem no cadinho. A energia cinética dos electrões é transferida para o material, provocando o seu aquecimento e, eventualmente, a sua evaporação. Esta transferência de energia é muito eficiente devido à elevada densidade eléctrica do feixe de electrões. Esta eficiência permite a evaporação de materiais com elevados pontos de fusão.
3. Deposição do material no substrato
O material evaporado viaja através da câmara de vácuo e deposita-se num substrato posicionado acima do material de origem. Isto resulta num revestimento fino e de elevada pureza sobre o substrato. A espessura do revestimento pode variar de 5 a 250 nanómetros, dependendo da aplicação.
4. Evaporação reactiva (opcional)
Durante o processo de evaporação, pode ser introduzida na câmara uma pressão parcial de gases reactivos, como o oxigénio ou o azoto. Isto permite a deposição reactiva de películas não metálicas, expandindo a gama de materiais que podem ser depositados.
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