A pulverização catódica por magnetrão é uma técnica de revestimento baseada em plasma utilizada para a deposição de películas finas em várias aplicações da ciência dos materiais. Envolve a utilização de um campo magnético para aumentar a eficiência da geração de plasma, levando à ejeção de átomos de um material alvo e à sua subsequente deposição num substrato. Este método é conhecido pela sua produção de película de alta qualidade e escalabilidade em comparação com outros métodos de deposição física de vapor (PVD).
Explicação pormenorizada:
-
Princípio da pulverização catódica por magnetrão:
-
A pulverização catódica com magnetrões foi desenvolvida para resolver as limitações das técnicas de pulverização catódica anteriores, tais como as baixas taxas de deposição e as baixas taxas de dissociação do plasma. Introduz um campo magnético ortogonal ao campo elétrico na superfície do alvo. Este campo magnético aprisiona os electrões perto do alvo, aumentando a sua interação com os átomos do gás (normalmente árgon) e melhorando o processo de ionização. Esta configuração leva a uma maior taxa de colisões entre iões energéticos e o material alvo, resultando numa pulverização mais eficiente.Componentes do sistema de pulverização catódica por magnetrões:
-
O sistema inclui normalmente uma câmara de vácuo, um material alvo, um suporte de substrato, um magnetrão e uma fonte de alimentação. A câmara de vácuo é essencial para manter a pressão baixa, reduzindo a incorporação de gás na película e minimizando as perdas de energia nos átomos pulverizados. O material alvo é a fonte de átomos para a deposição e o suporte do substrato posiciona o substrato a ser revestido. O magnetrão gera o campo magnético necessário para o processo e a fonte de alimentação fornece a energia necessária para ionizar o gás e ejetar os átomos do alvo.
-
Processo de deposição:
-
Na pulverização catódica por magnetrão, o material alvo está carregado negativamente, atraindo iões energéticos carregados positivamente do plasma. Estes iões colidem com o alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados e depositados no substrato. O campo magnético confina os electrões perto do alvo, aumentando a densidade do plasma e a taxa de geração de iões, o que, por sua vez, aumenta a taxa de pulverização.Vantagens:
A pulverização catódica com magnetrões é favorecida pela sua capacidade de produzir películas de alta qualidade a uma velocidade relativamente elevada e com menos danos no substrato, em comparação com outros métodos. Funciona a temperaturas mais baixas, o que o torna adequado para uma vasta gama de materiais e aplicações. A escalabilidade do processo é outra vantagem significativa, permitindo o revestimento de grandes áreas ou de vários substratos em simultâneo.
