A evaporação por feixe de electrões é um processo que envolve o aquecimento de materiais de origem até ao ponto em que estes se evaporam.
Normalmente, isto requer temperaturas que excedem o ponto de fusão do material.
Por exemplo, os metais refractários como o tungsténio e o tântalo, que têm pontos de fusão elevados, são normalmente evaporados utilizando a evaporação por feixe eletrónico.
O próprio feixe de electrões é aquecido a cerca de 3000 °C.
Quando atinge o material de origem, a energia cinética dos electrões é convertida em energia térmica, aquecendo o material até à evaporação.
Qual é a temperatura de evaporação do feixe de electrões? (4 pontos-chave explicados)
1. Aquecimento do material de origem
O processo envolve o aquecimento do material de origem até o ponto em que ele evapora.
Isso normalmente requer temperaturas que excedem o ponto de fusão do material.
2. Aquecimento do feixe de electrões
O próprio feixe de electrões é aquecido a cerca de 3000 °C.
Quando atinge o material de origem, a energia cinética dos electrões é convertida em energia térmica, aquecendo o material até à evaporação.
3. Aquecimento localizado
No processo de evaporação por feixe eletrónico, é utilizado um feixe de electrões focalizado para aquecer e evaporar metais.
Os electrões são normalmente aquecidos a cerca de 3000 °C, e uma fonte de tensão contínua de 100 kV acelera-os em direção ao material alvo.
Este método é particularmente útil para a deposição de materiais com elevados pontos de fusão, uma vez que o aquecimento é muito localizado perto do local de bombardeamento do feixe na superfície da fonte.
Este aquecimento localizado evita a contaminação do cadinho.
4. Ambiente de alto vácuo
O processo requer um ambiente de alto vácuo, normalmente com uma pressão inferior a 10^-5 Torr, para minimizar as colisões dos átomos da fonte com os átomos do gás de fundo.
Este requisito de vácuo elevado é necessário para taxas de deposição razoáveis, em que a pressão de vapor deve ser de aproximadamente 10 mTorr.
Isso torna a evaporação por feixe eletrônico adequada para materiais que não podem ser evaporados usando a evaporação térmica devido às suas altas temperaturas de vaporização.
Por exemplo, a evaporação da platina exigiria uma temperatura de cerca de 2000 °C, que está além da faixa operacional da evaporação térmica, mas é viável com a evaporação por feixe eletrônico.
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