L'evaporazione termica è una tecnica utilizzata per depositare film sottili di materiali.
Consiste nel riscaldare un materiale fino al suo punto di evaporazione in un ambiente ad alto vuoto.
In questo modo il materiale passa dallo stato solido o liquido allo stato di vapore.
Le molecole vaporizzate si spostano quindi su un substrato dove formano un rivestimento in film sottile.
Questo processo è comunemente utilizzato per materiali come alluminio, argento, nichel, cromo, magnesio e altri.
Quali sono le fonti di evaporazione termica? 5 metodi chiave spiegati
1. Evaporazione a filamento
L'evaporazione a filamento utilizza un semplice elemento riscaldante elettrico o filamento.
Il materiale viene riscaldato attraverso il riscaldamento joule, che consiste nel riscaldare un materiale resistivo facendo passare una corrente elettrica attraverso di esso.
Questo metodo è noto anche come evaporazione resistiva.
2. Evaporazione a fascio di elettroni o a fascio E
In questo metodo, un fascio di elettroni viene puntato sul materiale di partenza per riscaldarlo direttamente.
L'elevata energia del fascio di elettroni provoca l'evaporazione del materiale e il suo passaggio alla fase gassosa.
Questo metodo consente un controllo preciso del processo di riscaldamento e può essere utilizzato con materiali difficili da far evaporare con il riscaldamento a filamento.
3. Agitazione molecolare termica
L'evaporazione termica si basa sul principio dell'agitazione molecolare termica.
L'applicazione di calore a un materiale aumenta l'energia delle sue molecole.
Quando l'energia supera il potenziale termodinamico, le molecole fuoriescono dalla superficie sotto forma di vapore.
Questo principio è simile ai processi naturali come l'evaporazione dell'acqua, ma viene applicato in un ambiente controllato e sotto vuoto spinto per depositare film sottili di materiali.
4. Pressione di equilibrio del vapore (EVP)
La pressione di equilibrio del vapore (EVP) a cui i materiali iniziano a evaporare nel vuoto è di circa 10-2 Torr.
Alcuni materiali, come il titanio, possono sublimare o evaporare a temperature prossime al loro punto di fusione, rendendoli adatti ai processi di evaporazione termica.
5. Applicazioni e vantaggi
L'evaporazione termica offre diversi vantaggi, tra cui tassi di deposizione relativamente elevati, controllo in tempo reale della velocità e dello spessore e buon controllo della direzione del flusso di evaporante.
Ciò la rende adatta a processi come il lift-off per ottenere rivestimenti a disegno diretto.
La tecnica è versatile e semplice, con applicazioni che spaziano dall'elettronica ai rivestimenti in vari settori.
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