A evaporação térmica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) em que um material é aquecido num ambiente de alto vácuo até vaporizar.
O vapor deposita-se então num substrato para formar uma película fina.
Este método é conhecido pela sua simplicidade e eficiência, tornando-o numa escolha popular para várias aplicações.
O que é um sistema de evaporação térmica? (3 etapas principais explicadas)
1. Aquecimento do material
O material a ser evaporado é colocado num barco resistivo ou cadinho dentro de uma câmara de vácuo.
É aquecido eletricamente através de aquecimento por efeito de joule ou utilizando um material com um ponto de fusão mais elevado como recipiente.
O aquecimento continua até que o material atinja o seu ponto de evaporação, no qual os átomos da sua superfície ganham energia suficiente para abandonar a superfície.
2. Vaporização e deposição
Quando o material se vaporiza, as moléculas de vapor viajam através da câmara de vácuo.
O ambiente de vácuo assegura que as moléculas se podem mover sem colidir com outras partículas, mantendo a sua direção e energia (normalmente inferior a 1 eV).
O caminho livre médio na câmara deve ser maior do que a distância entre a fonte de evaporação e o substrato, que é normalmente mantido a uma pressão de 3,0 x 10^-4 Torr ou inferior.
3. Formação de película fina
As moléculas de vapor depositam-se num substrato posicionado acima da fonte.
O substrato pode ser colocado a várias distâncias, normalmente entre 200 mm e 1 metro.
À medida que as moléculas atingem o substrato, nucleiam-se e formam um revestimento de película fina.
Este processo é adequado para uma vasta gama de materiais, incluindo metais como o alumínio, a prata, o níquel e outros.
Aplicações e considerações
Simplicidade e versatilidade
A evaporação térmica é favorecida pela sua operação simples e pela capacidade de depositar vários materiais.
É particularmente útil para aplicações que requerem revestimentos de película fina em substratos.
Requisitos de vácuo
O ambiente de vácuo é crucial para evitar colisões de moléculas de vapor com outras partículas, garantindo um processo de deposição limpo e eficiente.
A pressão na câmara é mantida para permitir que o caminho livre médio exceda a distância até ao substrato, optimizando o processo de deposição.
Melhorias
Em algumas configurações, uma fonte de feixe de iões pode ser utilizada simultaneamente para modificar as propriedades da película depositada, como por exemplo, aumentar a sua densidade ou alterar outras caraterísticas.
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