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, sino que 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 elevadas de los átomos expulsados por pulverización catódica para una mejor adherencia y la capacidad de pulverizar materiales con puntos de fusión muy elevados.
Explicación detallada:
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Mecanismo del sputtering:
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La pulverización catódica 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.Tipos de pulverización catódica:
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Existen varios tipos de procesos de pulverización catódica, entre los que se incluyen la pulverización catódica por haz de iones, por diodos y por magnetrón. El sputtering por magnetrón, en particular, se utiliza mucho por su eficacia y respeto al 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 "descarga luminosa", está formado por electrones e iones de gas, que facilitan el proceso de sputtering.
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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.
Importancia histórica y tecnológica:
