El sputtering es un proceso físico en el que los átomos de un blanco sólido son expulsados a la fase gaseosa debido al bombardeo de iones energéticos, normalmente iones de gases nobles. Este proceso se utiliza ampliamente en el campo de la física de superficies para diversas aplicaciones, como la deposición de películas finas, la limpieza de superficies y el análisis de la composición de superficies.
Resumen de la pulverización catódica:
La pulverización catódica implica el uso de un plasma, un gas parcialmente ionizado, para bombardear un material objetivo con iones de alta energía. Este bombardeo hace que los átomos del blanco sean expulsados y depositados sobre un sustrato, formando una película delgada. Esta técnica forma parte de los procesos de deposición física en fase vapor (PVD) y es crucial en industrias como la óptica y la electrónica.
-
Explicación detallada:
- Proceso de Sputtering:Iniciación del plasma:
- El proceso comienza creando un plasma, que es un estado de la materia en el que los electrones se separan de los iones debido a la alta energía. Este plasma se genera normalmente en una cámara de vacío utilizando gases como el argón.Bombardeo iónico:
- Los iones energéticos del plasma se aceleran hacia un material objetivo. El blanco, a menudo denominado cátodo, es el material del que se van a expulsar los átomos.Expulsión de átomos:
- Cuando estos iones chocan con el objetivo, transfieren energía e impulso, haciendo que los átomos de la superficie superen sus fuerzas de unión y sean expulsados del objetivo.Deposición sobre el sustrato:
-
Los átomos expulsados viajan a través del vacío y se depositan sobre un sustrato cercano, formando una fina película. Esta deposición es crucial en aplicaciones como el recubrimiento y la microelectrónica.
- Tipos de sputtering:
-
Las técnicas de pulverización catódica se clasifican en varios tipos: pulverización catódica de corriente continua, pulverización catódica de corriente alterna, pulverización catódica reactiva y pulverización catódica por magnetrón. Cada método varía en función del tipo de fuente de alimentación y de la presencia de gases reactivos, que afectan a las propiedades de la película depositada.
- Aplicaciones del sputtering:Deposición de películas finas:
- El sputtering se utiliza ampliamente en la industria electrónica para depositar capas conductoras y aislantes en dispositivos semiconductores.Limpieza de superficies:
- Se utiliza para limpiar superficies eliminando impurezas, preparándolas para su posterior procesamiento o análisis.Análisis de superficies:
-
El sputtering también se emplea en técnicas analíticas para estudiar la composición de las superficies mediante el análisis de las partículas expulsadas.
- Contexto histórico:
El concepto de sputtering se descubrió por primera vez en 1852, y su desarrollo como técnica de deposición de películas finas fue iniciado por Langmuir en 1920. Este desarrollo supuso un avance significativo en el campo de la ciencia de materiales y la física de superficies.Revisión y corrección:
