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La evaporación térmica es una técnica muy utilizada en la deposición de películas finas, y la elección de los materiales tanto para la fuente como para las películas depositadas es fundamental. Los materiales utilizados en las fuentes de evaporación térmica suelen ser metales de alto punto de fusión, como el tungsteno, el tantalio y el molibdeno, que se fabrican en diversas formas, como botes, cestas, filamentos y varillas recubiertas. Estos materiales se eligen por su capacidad para soportar altas temperaturas sin degradarse. Por otro lado, los materiales que se evaporan pueden ir desde metales puros como el oro, la plata y el titanio hasta no metales, aleaciones y compuestos como el dióxido de silicio, los óxidos y los nitruros. La versatilidad de la evaporación térmica permite depositar una gran variedad de materiales, lo que la convierte en una técnica valiosa en numerosas aplicaciones.

Explicación de los puntos clave:

1. Materiales utilizados para las fuentes de evaporación térmica:

   • Tungsteno: Metal de alto punto de fusión (3422°C) utilizado habitualmente en fuentes de evaporación térmica. A menudo se fabrica en botes, filamentos o cestas debido a su excelente estabilidad térmica y resistencia a la deformación a altas temperaturas.
   • Tántalo: Otro material de alto punto de fusión (3017°C) utilizado en fuentes de evaporación. Es especialmente útil para evaporar materiales que requieren temperaturas muy elevadas.
   • Molibdeno: Con un punto de fusión de 2623°C, el molibdeno también es una opción popular para las fuentes de evaporación. Suele utilizarse en forma de varillas o filamentos recubiertos.

   Estos materiales se seleccionan porque pueden soportar las temperaturas extremas necesarias para la evaporación térmica sin fundirse ni reaccionar con los materiales que se evaporan.

2. Formas de fuentes de evaporación térmica:

   • Barcos: Suelen ser de tungsteno o tántalo y se utilizan para sujetar el material que se va a evaporar. Se calientan directamente haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ellos.
   • Cestas: Suelen ser de wolframio o molibdeno y sirven de soporte a los crisoles que contienen el material a evaporar.
   • Filamentos: Son alambres finos de wolframio o molibdeno que se utilizan para evaporar materiales por calentamiento resistivo.
   • Varillas recubiertas: Se trata de varillas recubiertas con el material que se va a evaporar. La varilla se calienta, lo que provoca la evaporación del revestimiento.

3. Materiales que se evaporan:

   • Metales: Los metales más utilizados en la evaporación térmica son el oro, la plata, el titanio, el cromo y el aluminio. Estos metales se eligen por sus propiedades específicas, como la conductividad, la reflectividad o la adherencia.
   • No metales: También pueden evaporarse materiales como el germanio (Ge) y el dióxido de silicio (SiO₂). Suelen utilizarse en aplicaciones que requieren propiedades ópticas o eléctricas específicas.
   • Aleaciones: Algunas aplicaciones requieren la evaporación de aleaciones, lo que puede resultar más difícil debido a las diferencias en las velocidades de evaporación de los elementos constitutivos.
   • Compuestos: También pueden evaporarse óxidos (por ejemplo, SiO₂) y nitruros. Estos materiales se utilizan a menudo en aplicaciones que requieren propiedades químicas o mecánicas específicas.

4. Consideraciones para la selección de materiales:

   • Punto de fusión: El material a evaporar debe tener un punto de fusión más bajo que el material fuente para garantizar que se evapora antes de que la fuente se degrade.
   • Pureza: A menudo se requieren materiales de gran pureza para evitar la contaminación de la película depositada.
   • Compatibilidad: El material de origen debe ser químicamente compatible con el material que se evapora para evitar reacciones no deseadas.

5. Aplicaciones de la evaporación térmica:

   • Revestimientos ópticos: Materiales como el oro y la plata se utilizan a menudo para revestimientos reflectantes en aplicaciones ópticas.
   • Dispositivos electrónicos: Metales como el aluminio y el cromo se utilizan en la fabricación de componentes electrónicos.
   • Revestimientos protectores: Materiales como el titanio y el dióxido de silicio se utilizan para crear capas protectoras sobre diversos sustratos.

En resumen, los materiales utilizados en las fuentes de evaporación térmica son principalmente metales de alto punto de fusión, como el wolframio, el tántalo y el molibdeno, que se fabrican en diversas formas para mantener y calentar los materiales que se evaporan. Los materiales que se evaporan pueden ser desde metales puros hasta no metales, aleaciones y compuestos, dependiendo de las propiedades deseadas de la película depositada. La elección de los materiales es fundamental para el éxito del proceso de evaporación térmica, ya que consideraciones como el punto de fusión, la pureza y la compatibilidad desempeñan un papel clave.

Cuadro recapitulativo:

Categoría	Materiales	Propiedades clave
Materiales de origen	Tungsteno (3422°C), Tántalo (3017°C), Molibdeno (2623°C)	Puntos de fusión elevados, estabilidad térmica, resistencia a la deformación
Formas de fuentes	Barcos, cestas, filamentos, varillas recubiertas	Diseñado para mantener y calentar materiales durante la evaporación
Materiales evaporados	Metales (oro, plata, titanio), no metales (SiO₂), aleaciones, compuestos	Elegidos por su conductividad, reflectividad, adherencia o propiedades ópticas/químicas específicas
Aplicaciones	Revestimientos ópticos, dispositivos electrónicos, revestimientos protectores	Uso versátil en diversas industrias

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