A pulverização catódica química é um processo que envolve a ejeção de átomos de um material alvo sólido para a fase gasosa.
Isto acontece através do bombardeamento de iões energéticos, normalmente a partir de um gás inerte como o árgon.
Esta técnica é amplamente utilizada para depositar películas finas em substratos.
Também pode envolver gases reactivos para criar composições químicas específicas na camada depositada.
4 etapas principais do processo de pulverização catódica
1. Ionização e aceleração
Num ambiente de alto vácuo, um gás inerte, como o árgon, é ionizado e acelerado em direção a um material alvo por um campo elétrico.
2. Bombardeamento e Sputtering
Os iões energéticos colidem com o alvo, fazendo com que os átomos do alvo sejam ejectados devido à transferência de momento.
3. Deposição no substrato
Os átomos ejectados viajam através do vácuo e são depositados como uma película fina num substrato, onde formam uma camada com propriedades específicas.
Explicação pormenorizada
Ionização e aceleração
O processo de pulverização catódica começa numa câmara de vácuo onde é introduzido um gás inerte, normalmente árgon.
É aplicada uma alta tensão, criando uma descarga incandescente que ioniza o gás árgon.
Estes iões são então acelerados por um campo elétrico em direção ao material alvo.
Bombardeamento e pulverização catódica
Quando os iões de árgon energéticos atingem o alvo, transferem a sua energia e momento para os átomos do alvo através de uma série de colisões inelásticas.
Esta transferência de energia é suficiente para ultrapassar as forças de ligação que mantêm os átomos do alvo na rede, fazendo com que sejam ejectados da superfície num processo conhecido como pulverização catódica.
Deposição no substrato
Os átomos alvo ejectados, agora na fase gasosa, viajam através da câmara de vácuo e são depositados num substrato posicionado nas proximidades.
Esta deposição forma uma película fina com propriedades determinadas pelo material alvo e por quaisquer gases reactivos utilizados.
Por exemplo, se for introduzido um gás reativo como o azoto ou o acetileno, este pode reagir com os átomos alvo ejectados, levando à formação de compostos como nitretos ou carbonetos através de um processo denominado pulverização catódica reactiva.
Este processo é altamente controlável, permitindo ajustes precisos na espessura e composição das películas depositadas.
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