La evaporación durante la deposición consiste en calentar los materiales básicos a altas temperaturas, lo que provoca su fusión y posterior evaporación o sublimación en forma de vapor. A continuación, los átomos vaporizados se condensan en las superficies, formando una fina capa del material. Este proceso suele tener lugar en una cámara de alto vacío para minimizar las colisiones de gases y las reacciones no deseadas.
Explicación detallada:
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Calentamiento del material de partida: El material fuente se calienta hasta un punto en el que se funde y luego se evapora o sublima. Para ello se utilizan diversas fuentes de energía, como botes de evaporación, celdas de efusión y crisoles. Por ejemplo, las barcas de evaporación de tungsteno o molibdeno utilizan un elemento calefactor o un haz de electrones para vaporizar materiales sólidos.
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Vaporización y deposición: Una vez en forma de vapor, los átomos se desplazan y depositan sobre las superficies dentro de la línea de visión de la cámara de deposición. La deposición es direccional, lo que significa que el material se deposita principalmente desde una dirección, lo que puede dar lugar a una deposición no uniforme si la superficie del sustrato es rugosa, fenómeno conocido como "shadowing" o "cobertura escalonada."
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Entorno de alto vacío: El proceso se lleva a cabo en un alto vacío (~10^-6 m.bar) para evitar la oxidación del material de partida y garantizar que los átomos vaporizados no colisionen con otros gases, lo que podría dar lugar a reacciones no deseadas o afectar a la uniformidad y el grosor de la capa depositada.
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Control y precisión: El espesor y la composición de la película depositada pueden controlarse con precisión ajustando la presión de vapor del material de partida y la temperatura del sustrato. Esta precisión es crucial para aplicaciones que requieren propiedades específicas como la conductividad o la resistencia al desgaste.
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Retos y consideraciones: Si la evaporación se realiza en condiciones de vacío deficientes o cerca de la presión atmosférica, la deposición puede no ser uniforme y aparecer borrosa. Además, los átomos evaporados que chocan con partículas extrañas pueden reaccionar con ellas, afectando a la pureza y las propiedades de la capa depositada.
En resumen, la deposición evaporativa es un proceso controlado que se basa en el calentamiento y la vaporización precisos de materiales fuente en un entorno de alto vacío para depositar capas finas y uniformes de materiales sobre sustratos. Este método es esencial para crear películas finas funcionales en diversas aplicaciones industriales.
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