La pulverización catódica es un proceso físico de deposición de vapor (PVD) en el que los átomos de un material objetivo sólido son expulsados a la fase gaseosa debido al bombardeo de iones energéticos. Este proceso se utiliza ampliamente para la deposición de películas finas y en técnicas analíticas.
Resumen del proceso:
La pulverización catódica implica el uso de una cámara de vacío llena de un gas inerte, normalmente argón. El material objetivo, que debe depositarse como una película fina sobre un sustrato, se coloca dentro de esta cámara y se carga negativamente para que actúe como cátodo. Esta carga inicia el flujo de electrones libres que colisionan con los átomos de gas, ionizándolos. Estos átomos de gas ionizados, ahora cargados positivamente, se aceleran hacia el material objetivo, golpeándolo con suficiente energía para expulsar átomos de la superficie del objetivo. Estos átomos expulsados se desplazan por la cámara y se depositan sobre el sustrato, formando una fina película.
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Explicación detallada:Configuración de la cámara de vacío:
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El proceso comienza colocando el sustrato, que requiere recubrimiento, dentro de una cámara de vacío. A continuación, esta cámara se llena con un gas inerte, normalmente argón, que no reacciona con los materiales que intervienen en el proceso.Ionización del gas:
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El material objetivo se carga negativamente, convirtiéndolo en un cátodo. Esta carga negativa hace que los electrones libres fluyan desde el cátodo. Estos electrones libres chocan con los átomos de gas argón, eliminando electrones de los átomos de gas e ionizándolos.Mecanismo de pulverización catódica:
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Los átomos de gas ionizados, ahora cargados positivamente, son atraídos hacia el blanco cargado negativamente (cátodo) y acelerados por el campo eléctrico. Cuando estos iones de alta energía chocan con el blanco, desprenden átomos o moléculas de la superficie del blanco. Este proceso se conoce como pulverización catódica.Deposición de película fina:
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Los átomos expulsados del material objetivo forman una corriente de vapor que viaja a través de la cámara y se deposita sobre el sustrato. Esta deposición se produce a nivel atómico, creando una fina película sobre el sustrato.Tipos de sistemas de sputtering:
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Existen varios tipos de sistemas de pulverización catódica, entre los que se incluyen la pulverización catódica por haz de iones, la pulverización catódica por diodos y la pulverización catódica por magnetrón. Cada tipo difiere en la forma de generar y dirigir los iones hacia el blanco, pero el mecanismo fundamental de pulverización catódica sigue siendo el mismo.Pulverización catódica por magnetrón:
En el sputtering por magnetrón, se aplica un alto voltaje a través de un gas a baja presión para crear un plasma de alta energía. Este plasma emite una descarga luminosa, formada por electrones e iones de gas, que mejora el proceso de pulverización catódica al aumentar la velocidad de ionización del gas.Revisión y corrección:
