O alcance da pulverização catódica pode ser compreendido através da distribuição de energia dos átomos pulverizados e dos modos do seu transporte do alvo para o substrato. Os átomos pulverizados têm tipicamente energias que vão até várias dezenas de electrões-volt (eV), o que equivale a temperaturas de 100 000 K. Esta elevada energia permite que estes átomos se desloquem balisticamente do alvo em linhas rectas, atingindo substratos ou a câmara de vácuo com uma energia significativa. Isto pode levar à resputtering, em que o material impactado é novamente ejectado.
Com pressões de gás mais elevadas, os átomos pulverizados podem colidir com átomos de gás, que actuam como moderadores. Estas colisões resultam na perda de energia dos átomos e na transição para um movimento difusivo. Este movimento envolve um passeio aleatório, levando eventualmente os átomos a condensarem-se nos substratos ou nas paredes da câmara de vácuo. A transição do movimento balístico para o movimento difusivo é influenciada pela pressão do gás de fundo, permitindo aceder a uma vasta gama de estados energéticos durante o processo de pulverização catódica.
A escolha do gás de pulverização também afecta o alcance e a eficiência do processo de pulverização. Os gases inertes, como o árgon, são normalmente utilizados devido à sua estabilidade química. Para a pulverização de elementos leves, é por vezes utilizado o néon, enquanto que para elementos mais pesados, pode ser escolhido o crípton ou o xénon para melhor corresponder à massa do alvo e aumentar a transferência de momento. Os gases reactivos podem ser utilizados na pulverização catódica de compostos, permitindo a ocorrência de reacções químicas na superfície do alvo, em voo, ou no substrato, dependendo dos parâmetros do processo.
A complexidade da deposição por pulverização catódica, com os seus muitos parâmetros controláveis, proporciona um elevado grau de controlo sobre o crescimento e a microestrutura da película depositada. Este facto torna a pulverização catódica um método versátil e preciso para depositar películas finas de uma grande variedade de materiais em substratos de diversas formas e tamanhos.
Em resumo, a gama de pulverização catódica abrange um espetro que vai desde os impactos balísticos de alta energia até ao movimento termalizado de baixa energia, controlado por factores como a pressão do gás, a escolha do gás de pulverização catódica e os parâmetros do processo. Esta gama permite um controlo preciso do processo de deposição, tornando a pulverização catódica uma ferramenta valiosa na ciência e tecnologia dos materiais.
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