A evaporação térmica em vácuo é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) em que um material é aquecido numa câmara de vácuo até vaporizar e depois condensar num substrato.
Este processo é utilizado para depositar películas finas de material num substrato, normalmente num ambiente controlado com baixa pressão de gás para garantir que o material vaporizado atinge o substrato sem colisões.
5 etapas principais explicadas
1. Configuração do processo
O processo começa com uma câmara de vácuo, normalmente feita de aço inoxidável.
Esta câmara aloja um cadinho ou barco feito de materiais refractários como o tungsténio ou o molibdénio.
O material a ser depositado (evaporante) é colocado dentro deste cadinho.
2. Aquecimento e evaporação
O material é aquecido por meio de corrente eléctrica ou de feixes de electrões.
Este aquecimento continua até que os átomos da superfície do material ganhem energia suficiente para abandonar a superfície, transformando-se em vapor.
A pressão de vapor do material deve atingir pelo menos 10 mTorr para uma deposição efectiva.
3. Deposição em vácuo
O ambiente de vácuo é crucial, uma vez que assegura que o material vaporizado viaja até ao substrato sem colidir com as moléculas de gás.
A pressão no interior da câmara é mantida a um nível em que o caminho livre médio das partículas vaporizadas é maior do que a distância entre a fonte e o substrato, normalmente entre 10^-5 e 10^-9 Torr.
4. Revestimento do substrato
O material vaporizado condensa-se no substrato, formando uma película fina.
O substrato é normalmente posicionado acima do material de evaporação e a deposição é em "linha de visão", o que significa que o vapor segue um caminho direto desde a fonte até ao substrato.
5. Energia e microestrutura
Uma vez que a energia dos iões que incidem na superfície do substrato é baixa, o substrato é frequentemente aquecido a uma temperatura elevada (cerca de 250°C a 350°C) para modificar a microestrutura da camada depositada, que pode diferir significativamente do material a granel.
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