O princípio da pulverização catódica por magnetrão envolve a utilização de um campo magnético para aumentar a eficiência da geração de plasma, levando à deposição de películas finas em substratos numa câmara de vácuo. Esta técnica é caracterizada por alta velocidade, baixos danos e pulverização a baixa temperatura.
Resumo do princípio:
A pulverização catódica por magnetrão é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) em que é utilizado um campo magnético para prender os electrões perto da superfície do alvo, aumentando a probabilidade de colisões entre os electrões e os átomos de árgon. Isto aumenta a produção e a densidade do plasma, conduzindo a uma pulverização catódica eficiente do material alvo num substrato.
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Explicação pormenorizada:
- Aumento da produção de plasma:
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Na pulverização catódica por magnetrão, é aplicado um campo magnético fechado sobre a superfície do alvo. Este campo magnético, denotado por B, força os electrões a seguir uma trajetória circular, aumentando significativamente o seu tempo de permanência no plasma. Esta interação prolongada aumenta a probabilidade de colisões entre os electrões e os átomos de gás árgon, aumentando assim a ionização das moléculas de gás.
- Processo de Sputtering:
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Quando é aplicado um campo elétrico, os iões de gás ionizado aceleram e bombardeiam o material alvo, fazendo com que os seus átomos sejam ejectados. Estes átomos ejectados condensam-se então na superfície do substrato, formando uma película fina. O processo é eficiente devido à alta densidade do plasma mantida pelo campo magnético.
- Vantagens em relação a outras técnicas:
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Em comparação com a evaporação por arco catódico, a pulverização catódica por magnetrão funciona a temperaturas mais baixas, o que é benéfico para preservar a integridade de substratos sensíveis à temperatura. No entanto, a temperatura mais baixa pode reduzir o rácio de ionização das moléculas, o que é atenuado pela utilização de mais plasma numa técnica conhecida como pulverização catódica magnetrónica com plasma.
- Componentes do sistema:
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Um sistema típico de pulverização catódica por magnetrão inclui uma câmara de vácuo, um material alvo, um suporte de substrato, um magnetrão (que gera o campo magnético) e uma fonte de alimentação. Cada componente desempenha um papel crucial na manutenção do ambiente de vácuo, no posicionamento do alvo e do substrato e na geração dos campos eléctricos e magnéticos necessários para o processo de pulverização catódica.
- Desenvolvimento e aplicação:
A pulverização catódica por magnetrão foi desenvolvida para ultrapassar as limitações das técnicas de pulverização catódica anteriores, tais como as baixas taxas de deposição e as baixas taxas de dissociação do plasma. Desde então, tornou-se um método predominante na indústria de revestimento devido à sua eficiência e versatilidade na deposição de vários materiais em diferentes substratos.Revisão e correção:
