La pulverización catódica es un proceso al vacío que consiste en la expulsión de átomos de un material sólido, denominado blanco de pulverización catódica, y su posterior deposición sobre un sustrato para formar una película fina con propiedades específicas. Este proceso es impulsado por el bombardeo del blanco por partículas energéticas, típicamente iones, que hacen que los átomos del blanco sean expulsados de la red del material al estado gaseoso dentro de la cámara de recubrimiento.
Explicación detallada:
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Bombardeo del blanco:
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El proceso de sputtering comienza con la introducción de un gas controlado, normalmente argón, en una cámara de vacío. Se aplica un campo eléctrico para ionizar el gas, creando un plasma. Las partículas de gas ionizado, o iones, son aceleradas por el campo eléctrico hacia el blanco. Cuando estos iones colisionan con el blanco, transfieren el momento a los átomos del blanco a través de una serie de colisiones parcialmente inelásticas.Expulsión de los átomos del blanco:
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El impulso transferido por el bombardeo iónico hace que los átomos del blanco retrocedan con energía suficiente para superar la energía de enlace superficial del material del blanco. Esto da lugar a la expulsión, o pulverización catódica, de los átomos del blanco de la red del material al estado gaseoso dentro de la cámara de revestimiento. El número medio de átomos expulsados por cada ion incidente se conoce como rendimiento de pulverización catódica, que depende de varios factores, como el ángulo de incidencia del ion, la energía y las masas del ion y de los átomos objetivo.
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Deposición sobre el sustrato:
Los átomos expulsados viajan a través de la cámara de vacío y se depositan sobre un sustrato. Este sustrato puede estar hecho de diversos materiales, como silicio, vidrio o plásticos moldeados. Los átomos se nuclean en el sustrato y forman una fina película con las propiedades deseadas, como reflectividad, resistividad eléctrica o iónica, u otras características específicas. El proceso puede optimizarse para controlar la morfología, la orientación del grano, el tamaño del grano y la densidad de la película.
Aplicaciones e importancia:
