El sputtering es una técnica de deposición física en fase vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas sobre un sustrato con diversos fines comerciales y científicos.
A diferencia de otros métodos de deposición de vapor, el material fuente (blanco) no se funde.
En su lugar, los átomos son expulsados por transferencia de momento desde una partícula bombardeadora, normalmente un ion gaseoso.
Este proceso ofrece ventajas como las energías cinéticas más altas de los átomos expulsados por sputtering para una mejor adhesión y la capacidad de pulverizar materiales con puntos de fusión muy altos.
¿Qué son las técnicas de sputtering? Explicación de 4 puntos clave
1. Mecanismo del sputtering
El sputtering se produce cuando la superficie de un material sólido es bombardeada por partículas de alta energía, como iones procedentes de un gas o plasma.
Este bombardeo provoca la eyección de partículas microscópicas del material objetivo.
Los iones incidentes, que pueden generarse por métodos como aceleradores de partículas, magnetrones de radiofrecuencia o plasma, colisionan con los átomos objetivo en la superficie de los sólidos.
Estas colisiones intercambian momentos, desencadenando cascadas de colisiones en las partículas adyacentes.
Si la energía de estas cascadas supera la energía de enlace del blanco superficial, se expulsa un átomo, proceso conocido como sputtering.
2. Tipos de sputtering
Existen varios tipos de procesos de sputtering, como el sputtering por haz de iones, el sputtering por diodos y el sputtering por magnetrón.
El sputtering por magnetrón, en particular, se utiliza mucho debido a su eficacia y respeto por el medio ambiente.
Implica el uso de un alto voltaje a través de un gas a baja presión (normalmente argón) para crear un plasma de alta energía.
Este plasma, a menudo visible como una "descarga brillante", está formado por electrones e iones de gas, que facilitan el proceso de sputtering.
3. Aplicaciones y ventajas
El sputtering se utiliza ampliamente para crear películas finas de metales, semiconductores y dispositivos ópticos.
Es crucial en la fabricación de semiconductores, unidades de disco, CD y dispositivos ópticos.
Esta técnica se valora por su capacidad para depositar materiales con gran precisión y uniformidad, incluso en geometrías complejas.
Además, la elevada energía cinética de los átomos expulsados mejora la adherencia de la película depositada, lo que la hace adecuada para diversas aplicaciones, desde revestimientos reflectantes hasta dispositivos semiconductores avanzados.
4. Importancia histórica y tecnológica
El concepto de sputtering se remonta a principios del siglo XIX, con importantes avances e innovaciones a lo largo de los siglos.
Hoy en día, es una tecnología madura y esencial, con más de 45.000 patentes estadounidenses concedidas desde 1976, lo que refleja su ubicuidad e importancia en la ciencia y fabricación de materiales.
En resumen, el sputtering es un método versátil y eficaz para depositar películas finas, que ofrece un control preciso y resultados de alta calidad en una amplia gama de aplicaciones.
Su continuo desarrollo y perfeccionamiento ponen de relieve su papel fundamental en la tecnología moderna y la ciencia de los materiales.
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