A evaporação térmica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) em que um material é aquecido num ambiente de vácuo para produzir um vapor que depois se deposita num substrato para formar uma película fina.
Este método é caracterizado pela sua simplicidade, baixo consumo de energia e natureza suave do processo de deposição.
As energias das partículas evaporadas variam normalmente em torno de 0,12 eV.
5 Pontos-chave explicados
1. Aquecimento do material
O processo começa com o aquecimento do material a depositar.
Este aquecimento é normalmente conseguido através de um aquecimento resistivo numa fonte de evaporação.
O material deve atingir uma temperatura que lhe permita vaporizar-se, ou seja, os átomos da sua superfície ganham energia suficiente para abandonar a superfície e transformar-se em vapor.
2. Ambiente de vácuo
A evaporação térmica é realizada numa câmara de vácuo com uma pressão inferior a 10^-5 torr.
Esta baixa pressão é crucial porque assegura que o caminho livre médio das partículas de vapor é maior do que a distância entre a fonte de evaporação e o substrato.
O caminho livre médio refere-se à distância média que uma partícula pode percorrer antes de colidir com outra partícula.
No vácuo, estas colisões são minimizadas, permitindo que o vapor viaje em linha reta em direção ao substrato sem se dispersar ou reagir com outros átomos.
3. Deposição no substrato
Assim que o material vaporiza, forma um fluxo de vapor que viaja através da câmara de vácuo para alcançar o substrato.
O substrato é posicionado a uma distância que permite que o vapor se condense ao contacto, formando uma película fina.
A distância entre a fonte de evaporação e o substrato varia normalmente entre 200 mm e 1 metro.
4. Energia das partículas evaporadas
As partículas que são evaporadas durante este processo têm energias de aproximadamente 0,12 eV, o que é relativamente baixo em comparação com outros métodos de PVD.
Esta baixa energia é benéfica, uma vez que resulta num processo de deposição suave que minimiza os danos no substrato e na película depositada.
5. Vantagens e aplicações
A evaporação térmica é favorecida pela sua simplicidade e pela baixa necessidade de energia.
É amplamente utilizada em laboratório e na indústria para a deposição de películas finas.
A técnica é versátil e pode ser utilizada com uma variedade de materiais, embora esteja limitada a materiais que podem ser facilmente evaporados e que não requerem temperaturas extremamente elevadas.
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