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La deposición física en fase vapor (PVD) es una familia de técnicas utilizadas para depositar películas finas de material sobre un sustrato.Los principales métodos son la pulverización catódica, la evaporación térmica, la evaporación por haz de electrones (e-beam evaporation), la epitaxia por haz molecular (molecular beam epitaxy, MBE), el metalizado iónico y la deposición por láser pulsado (pulsed laser deposition, PLD).Estos métodos varían en sus mecanismos, como la forma en que se vaporiza y deposita el material, pero todos implican la transferencia física de material de una fuente a un sustrato sin reacciones químicas.Cada método tiene ventajas únicas y se elige en función de los requisitos específicos de la aplicación, como la calidad de la película, la velocidad de deposición y la compatibilidad con el material del sustrato.

Explicación de los puntos clave:

1. Pulverización catódica:

   • Proceso:Consiste en expulsar material de un objetivo (fuente) bombardeándolo con iones de alta energía, normalmente en un entorno de vacío.A continuación, los átomos expulsados se depositan sobre el sustrato.
   • Tipos:Incluye el sputtering por magnetrón y el sputtering por haz de iones.
   • Aplicaciones:Ampliamente utilizado en la industria de semiconductores, revestimientos ópticos y revestimientos decorativos debido a su capacidad para depositar una amplia gama de materiales con buena adherencia y uniformidad.

2. Evaporación térmica:

   • Proceso:Consiste en calentar el material original en el vacío hasta que se vaporiza.A continuación, el vapor se condensa en el sustrato más frío para formar una fina película.
   • Tipos:Puede dividirse a su vez en evaporación por calentamiento resistivo y evaporación por haz de electrones.
   • Aplicaciones:Se utiliza habitualmente para depositar metales y compuestos simples en aplicaciones como células solares, OLED y transistores de película fina.

3. Evaporación por haz de electrones (E-Beam Evaporation):

   • Proceso:Utiliza un haz de electrones focalizado para calentar y vaporizar el material fuente en el vacío.A continuación, el material vaporizado se deposita sobre el sustrato.
   • Ventajas:Permite obtener películas de gran pureza y es adecuado para materiales con puntos de fusión elevados.
   • Aplicaciones:Se utiliza en la producción de revestimientos ópticos de alto rendimiento, dispositivos semiconductores y revestimientos resistentes al desgaste.

4. Epitaxia de haces moleculares (MBE):

   • Proceso:Consiste en la deposición de uno o varios materiales sobre un sustrato calentado en un vacío ultraalto.Los materiales se evaporan a partir de células de efusión y forman un haz que se deposita átomo a átomo sobre el sustrato.
   • Ventajas:Permite un control preciso del grosor y la composición de la película, por lo que es ideal para producir películas cristalinas de alta calidad.
   • Aplicaciones:Se utiliza principalmente en la fabricación de dispositivos semiconductores, como pozos cuánticos, superredes y otras nanoestructuras.

5. Recubrimiento iónico:

   • Proceso:Combina elementos del sputtering y la evaporación.El sustrato es bombardeado con iones durante el proceso de deposición, lo que mejora la adherencia y densidad de la película.
   • Aplicaciones:Se utiliza en aplicaciones que requieren una fuerte adherencia y películas densas, como revestimientos de herramientas y componentes aeroespaciales.

6. Deposición por láser pulsado (PLD):

   • Proceso:Consiste en utilizar un láser pulsado de alta potencia para ablacionar el material de un objetivo, que luego se deposita en el sustrato.
   • Ventajas:Capaz de depositar materiales complejos, como óxidos y nitruros, con gran precisión.
   • Aplicaciones:Se utiliza en investigación y desarrollo para depositar películas finas de materiales complejos, incluidos superconductores de alta temperatura y materiales ferroeléctricos.

7. Evaporación reactiva activada (ARE):

   • Proceso:Consiste en la evaporación de un material en presencia de un gas reactivo, que reacciona con el vapor para formar una película compuesta sobre el sustrato.
   • Aplicaciones:Se utiliza para depositar películas compuestas, como nitruros y carburos, en aplicaciones como revestimientos resistentes al desgaste y revestimientos ópticos.

8. Deposición por haz de partículas ionizadas (ICBD):

   • Proceso:Implica la formación de pequeños grupos de átomos o moléculas, que se ionizan y luego se aceleran hacia el sustrato.
   • Ventajas:Proporciona un buen control sobre la morfología de la película y puede producir películas con propiedades únicas.
   • Aplicaciones:Se utiliza en la deposición de películas finas para dispositivos electrónicos y ópticos.

Cada uno de estos métodos de PVD tiene sus propias ventajas y limitaciones, lo que los hace adecuados para distintas aplicaciones.La elección del método depende de factores como el material a depositar, las propiedades deseadas de la película y los requisitos específicos de la aplicación.

Tabla resumen:

Método	Proceso	Ventajas	Aplicaciones
Pulverización catódica	Expulsa material de un blanco mediante iones de alta energía.	Deposita una amplia gama de materiales con buena adherencia y uniformidad.	Industria de semiconductores, revestimientos ópticos, revestimientos decorativos.
Evaporación térmica	Calienta el material de partida en el vacío hasta que se vaporiza.	Simple y eficaz para metales y compuestos simples.	Células solares, OLED, transistores de película fina.
Evaporación por haz de electrones	Utiliza un haz de electrones para vaporizar materiales de alto punto de fusión.	Películas de gran pureza, adecuadas para materiales de alto punto de fusión.	Recubrimientos ópticos, dispositivos semiconductores, recubrimientos resistentes al desgaste.
MBE	Deposita materiales átomo a átomo en un vacío ultraalto.	Control preciso del grosor y la composición de la película.	Pozos cuánticos, superredes, nanoestructuras.
Metalizado iónico	Combina la pulverización catódica y la evaporación con el bombardeo iónico.	Mejora la adherencia y la densidad de la película.	Recubrimientos de herramientas, componentes aeroespaciales.
PLD	Utiliza un láser pulsado para ablacionar material de un objetivo.	Deposita materiales complejos con gran precisión.	Superconductores de alta temperatura, materiales ferroeléctricos.
ARE	Evapora material en presencia de gas reactivo para formar películas compuestas.	Deposita películas compuestas como nitruros y carburos.	Recubrimientos resistentes al desgaste, recubrimientos ópticos.
ICBD	Ioniza y acelera pequeños grupos de átomos o moléculas.	Permite controlar la morfología de la película y sus propiedades únicas.	Dispositivos electrónicos y ópticos.

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