Što je isparavanje tankog filma?

Isparavanje tankog filma je proces fizičkog taloženja pare koji se koristi za stvaranje tankih filmova materijala. Najčešće korišteno za metalne filmove i solarne krovove, isparavanje tankog filma koristi različite tehnologije za isparavanje većih komada materijala u vakuumskoj komori kako bi se ostavio tanak, ujednačen sloj na površini. Najrašireniji proces isparavanja tankog filma uključuje zagrijavanje i isparavanje samog ciljanog materijala, a zatim mu dopušta da se kondenzira na podlozi ili površini koja prima tanki film.

Ovaj proces obično počinje u zatvorenoj vakuumskoj komori, koja je optimizirana za povlačenje pare i plinovitih čestica smanjenjem tlaka zraka i gužve drugih molekula zraka. To ne samo da smanjuje energiju potrebnu za isparavanje, već također omogućuje izravniji put do područja taloženja jer se čestice pare ne odbijaju od strane toliko drugih čestica unutar komore. Loša konstrukcija komore s većim tlakom zraka smanjit će ove efekte vakuuma, uzrokujući da rezultirajući tanki film postane manje gladak i ujednačen.

Dvije su glavne strategije za isparavanje ciljanog materijala su isparavanje elektronskim snopom i isparavanje niti. Tehnike elektronskih zraka uključuju zagrijavanje izvornog materijala na visoke temperature bombardiranjem strujom elektrona, koji su usmjereni magnetskim poljem. Volfram se obično koristi kao izvor elektrona i može proizvesti više topline za materijal nego tehnike isparavanja niti. Iako elektronske zrake mogu postići više temperature, one također mogu stvoriti nenamjerne štetne nuspojave, poput rendgenskih zraka, koje potencijalno mogu oštetiti materijale unutar komore. Procesi žarenja mogu eliminirati ove učinke.

Isparavanje filamenta je druga metoda za poticanje isparavanja u materijalu, a uključuje zagrijavanje kroz otporne elemente. Otpor se obično stvara provođenjem struje kroz stabilan otpornik, stvarajući dovoljno topline da se otopi, a zatim ispari materijal. Iako bi ovaj proces mogao malo povećati vjerojatnost kontaminacije, može stvoriti brze stope taloženja koje su u prosjeku oko 1 nm u sekundi.

U usporedbi s drugim metodama taloženja parom, kao što su raspršivanje i kemijsko taloženje parom, isparavanje tankim filmom nudi nekoliko ključnih prednosti i nedostataka. Neki od nedostataka uključuju manju ujednačenost površine i smanjenu pokrivenost koraka. Prednosti uključuju brže stope taloženja, osobito u usporedbi s raspršivanjem, i manje brzih iona i elektrona, koji su česti u procesima raspršivanja.