El haz de electrones en la evaporación por haz de electrones (E-beam) se utiliza para calentar y vaporizar una muestra dentro de un entorno de vacío. He aquí una explicación detallada:
Resumen:
El haz de electrones, generado a partir de un filamento y dirigido por campos eléctricos y magnéticos, se dirige hacia el material de partida, normalmente contenido en un crisol. La elevada energía cinética de los electrones se transfiere al material, provocando su calentamiento y, finalmente, su vaporización. A continuación, los átomos o moléculas vaporizados se desplazan a través de la cámara de vacío para depositarse sobre un sustrato situado encima.
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Explicación detallada:
- Generación y dirección del haz de electrones:
- El haz de electrones se genera a partir de un filamento y se acelera hasta alcanzar una elevada energía cinética (hasta 10 kV) mediante un campo eléctrico de alta tensión.
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Se utilizan campos eléctricos y magnéticos para dirigir el haz con precisión sobre el material fuente, que suele estar en forma de gránulos o de un bloque colocado en un crisol.
- Transferencia de energía y vaporización:
- Cuando el haz de electrones incide sobre el material fuente, su energía cinética se convierte en calor, lo que eleva la temperatura del material.
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A medida que el material se calienta, los átomos de su superficie adquieren suficiente energía para superar las fuerzas de unión que los mantienen unidos al material en bruto, lo que hace que abandonen la superficie en forma de vapor.
- Evaporación y deposición:
- Los átomos o moléculas vaporizados atraviesan la cámara de vacío con energía térmica (menos de 1 eV), sin ser perturbados por otras partículas, lo que garantiza una deposición "en línea de visión" sobre un sustrato situado a una distancia de trabajo de 300 mm a 1 metro.
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Este método es especialmente útil para depositar materiales con puntos de fusión elevados que no pueden evaporarse fácilmente con los métodos tradicionales. También permite alcanzar altas velocidades de deposición a temperaturas de sustrato relativamente bajas.
- Ventajas y consideraciones:
- La baja energía de llegada del material evaporado es beneficiosa para sustratos sensibles, aunque la radiación de la intensa transferencia de energía del haz de electrones por debajo del sustrato puede ser un factor significativo.
El uso de un crisol enfriado ayuda a evitar la difusión de impurezas del crisol a la carga, manteniendo la pureza del material evaporado.Revisión y corrección:
