Os materiais de evaporação são substâncias utilizadas para formar películas finas ou revestimentos em superfícies através do processo de evaporação.
Estes materiais são aquecidos a uma temperatura elevada até começarem a vaporizar.
Enquanto está no ambiente de vácuo, o material vaporizado vai diretamente para a superfície de um objeto, normalmente um substrato, que é o alvo a revestir.
Aí, o material vaporizado começa a condensar-se e a formar uma película fina no substrato.
Que materiais são utilizados na evaporação? 7 pontos-chave a saber
1. Tipos de materiais utilizados
Os materiais utilizados na evaporação variam de metais puros a vários compostos, como antimonetos, arsenietos, boretos, carbonetos, fluoretos, nitretos, óxidos, selenetos, silicetos, sulfetos e teluretos.
Os exemplos incluem o ouro, que é normalmente utilizado em revestimentos ópticos, e vários óxidos e nitretos que são cruciais na produção de células solares e sensores.
2. Níveis de pureza
Os níveis de pureza dos materiais de evaporação são críticos e variam normalmente entre 99,9% e 99,99999%, consoante a aplicação.
A elevada pureza é essencial para garantir a integridade e o desempenho dos revestimentos, especialmente em aplicações sensíveis como componentes ópticos e dispositivos médicos.
3. Formas dos materiais de evaporação
Os materiais de evaporação são fornecidos em várias formas, incluindo pedaços, folhas, pellets, fios, varetas, tiros e balas.
A escolha da forma depende da técnica de evaporação específica e da facilidade de manuseamento e aquecimento durante o processo de evaporação.
4. Técnicas de evaporação térmica
São utilizadas várias técnicas para a evaporação térmica:
- Evaporação por aquecimento resistivo: O material é aquecido num cadinho aquecido por resistência, e o vapor condensa-se no substrato.
- Evaporação por feixe de electrões: Um feixe de electrões incide sobre o material, fazendo com que este aqueça rapidamente e se evapore.
- Evaporação instantânea: O material é rapidamente aquecido até à sua temperatura de evaporação utilizando um impulso de alta corrente ou uma fonte de calor intensa.
- Evaporação por aquecimento indutivo: O aquecimento por indução induz correntes no material de origem, provocando o aquecimento e a evaporação.
5. Fontes de evaporante
As fontes de evaporante incluem barcos de evaporação, células de efusão e cadinhos.
Os barcos de evaporação, normalmente feitos de tungsténio ou molibdénio, são utilizados para vaporizar materiais sólidos utilizando um elemento de aquecimento ou um feixe de electrões.
As células de efusão são utilizadas para vaporizar materiais líquidos ou gasosos, aquecendo-os a uma temperatura elevada.
Os cadinhos são utilizados para conter materiais sólidos que são vaporizados utilizando um elemento de aquecimento ou um feixe de electrões.
6. Câmaras de deposição
As câmaras de deposição estão equipadas com várias fontes de evaporação, incluindo simples barcos metálicos e aquecedores de fio refratário, muitas vezes feitos de tungsténio ou molibdénio.
Para processos de evaporação de precisão, são utilizadas células de efusão mais complexas com cadinhos feitos de materiais passivos como o nitreto de boro e aquecedores externos.
Estas células são normalmente utilizadas na epitaxia por feixe molecular, assegurando uma deposição precisa e controlada dos materiais.
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