A evaporação por feixe de electrões é um método de deposição física de vapor (PVD). Utiliza um feixe focalizado de electrões de alta energia para aquecer e evaporar materiais de origem, especialmente os que têm pontos de fusão elevados. Esta técnica é vantajosa porque pode atingir temperaturas de evaporação elevadas sem contaminação significativa do cadinho.
Qual é o princípio da evaporação por feixe de electrões? Explicação dos 4 passos principais
1. Geração de feixes de electrões de alta energia
Na evaporação por feixe de electrões, os electrões são emitidos a partir de um filamento, normalmente feito de tungsténio, através do aquecimento joule. Estes electrões são então acelerados por um campo elétrico de alta tensão, frequentemente até 100 kV, o que lhes confere uma elevada energia cinética.
2. Focalização e impacto do feixe
Um forte campo magnético concentra os electrões acelerados num feixe, que é dirigido para um cadinho que contém o material a evaporar. Após o impacto, a energia cinética dos electrões é convertida em energia térmica, aquecendo o material até ao seu ponto de evaporação.
3. Evaporação e deposição do material
A energia térmica gerada pelo feixe de electrões é suficiente para evaporar o material, que depois se condensa num substrato, formando uma película fina. Este processo ocorre num ponto altamente localizado, minimizando a contaminação do cadinho.
4. Perda de energia e deposição reactiva
Alguma da energia dos electrões é perdida através da produção de raios X e da emissão de electrões secundários. Além disso, a introdução de uma pressão parcial de gases reactivos como o oxigénio ou o azoto durante a evaporação pode facilitar a deposição de películas não metálicas através de reacções químicas.
Este método é particularmente eficaz para depositar materiais com pontos de fusão elevados, como o tungsténio e o tântalo, e para obter revestimentos de elevada pureza devido ao seu aquecimento localizado e à interação mínima com o cadinho.
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