La differenza principale tra l'evaporatore termico e l'evaporatore a fascio elettronico risiede nel metodo utilizzato per vaporizzare il materiale. L'evaporazione termica utilizza una corrente elettrica per riscaldare il crogiolo, che fonde ed evapora il materiale di partenza, mentre l'evaporazione a fascio elettronico utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente il materiale.
Evaporazione termica:
Nell'evaporazione termica, si utilizza una resistenza elettrica per fondere il materiale e portare la sua pressione di vapore a un livello utile. Questo processo viene condotto in un vuoto spinto per evitare reazioni o dispersioni del vapore con altri atomi in fase gassosa e per ridurre al minimo l'incorporazione di impurità dal gas residuo nella camera a vuoto. L'evaporazione termica è adatta a materiali con temperature di fusione inferiori, come i metalli e i non metalli. Tuttavia, può dare luogo a rivestimenti di film sottili meno densi e presenta un rischio maggiore di impurità dovute al riscaldamento del crogiolo.Evaporazione a fascio elettronico:
- L'evaporazione a fascio elettronico, invece, utilizza un fascio focalizzato di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente l'evaporante. L'evaporante si trova in un pesante focolare di rame raffreddato ad acqua e un fascio di elettroni viene emesso da un filamento, accelerato attraverso una griglia di estrazione e poi piegato di 270° prima di colpire la colata. Questo metodo consente un riscaldamento molto localizzato e non è limitato dal punto di fusione di un elemento riscaldante, rendendolo adatto a materiali ad alta temperatura come i metalli refrattari. L'evaporazione a fascio elettronico offre un tasso di deposizione più elevato e un migliore controllo del processo, ma richiede attrezzature più complesse e costose.Confronto:
- Metodo di riscaldamento: L'evaporazione termica utilizza la corrente elettrica per riscaldare il crogiolo, mentre l'evaporazione a fascio elettronico utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per riscaldare direttamente il materiale.
- Idoneità: L'evaporazione termica è migliore per i materiali con punti di fusione più bassi, mentre l'evaporazione a fascio elettronico può gestire materiali a temperature più elevate.
- Velocità di deposizione e purezza: L'evaporazione a fascio elettronico ha generalmente un tasso di deposizione più elevato e può produrre film con una migliore purezza, in quanto evita il riscaldamento del crogiolo, che può introdurre impurità.
Attrezzature e scalabilità:
L'evaporazione a fascio elettronico richiede apparecchiature più sofisticate e costose e non è facilmente scalabile come l'evaporazione termica, più semplice ed economica per molte applicazioni.
