L'evaporazione a fascio elettronico è un metodo utilizzato per depositare strati sottili di materiale su un substrato. Questa tecnica fa parte di un gruppo più ampio di metodi chiamati deposizione fisica da vapore (PVD). Consiste nell'utilizzare un fascio di elettroni focalizzato per riscaldare e far evaporare i materiali, di solito in un ambiente sotto vuoto. Questo metodo è ottimo per creare rivestimenti densi e di elevata purezza sui substrati. Può anche trattare materiali con elevati punti di fusione, difficili da lavorare con altri metodi.
Qual è la fisica dell'evaporazione a fascio elettronico? 4 fasi chiave spiegate
1. Generazione e focalizzazione del fascio di elettroni
Il processo inizia con un filamento di tungsteno. Quando la corrente passa attraverso questo filamento, esso si riscalda ed emette elettroni. Un'alta tensione viene applicata tra il filamento e un crogiolo contenente il materiale di partenza. Questa tensione accelera gli elettroni verso il materiale. Un forte campo magnetico viene utilizzato per concentrare questi elettroni in un fascio unificato.
2. Trasferimento di energia ed evaporazione
Il fascio di elettroni ad alta energia colpisce il materiale di partenza nel crogiolo. L'energia cinetica degli elettroni viene trasferita al materiale, che si riscalda e infine evapora. Questo trasferimento di energia è molto efficiente grazie all'alta densità elettrica del fascio di elettroni. Questa efficienza consente l'evaporazione di materiali con punti di fusione elevati.
3. Deposizione del materiale sul substrato
Il materiale evaporato attraversa la camera a vuoto e si deposita su un substrato posizionato sopra il materiale di partenza. In questo modo si ottiene un sottile rivestimento di elevata purezza sul substrato. Lo spessore del rivestimento può variare da 5 a 250 nanometri, a seconda dell'applicazione.
4. Evaporazione reattiva (opzionale)
Durante il processo di evaporazione, è possibile introdurre nella camera una pressione parziale di gas reattivi come ossigeno o azoto. Ciò consente la deposizione reattiva di film non metallici, ampliando la gamma di materiali che possono essere depositati.
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