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El pulverizado físico es un proceso utilizado en la deposición de películas finas, en el que los átomos son expulsados de un material objetivo sólido debido al bombardeo de iones energéticos.Estos átomos expulsados se depositan sobre un sustrato, formando una película fina.El proceso tiene lugar en un entorno de vacío y en él interviene gas ionizado (normalmente gases inertes como el argón) acelerado por un campo eléctrico para golpear el objetivo.El material objetivo se erosiona y las partículas expulsadas se desplazan hasta el sustrato, donde se condensan formando una película.El sputtering es muy preciso y se utiliza en aplicaciones que requieren el control de las propiedades de la película, como la reflectividad, la resistividad eléctrica y la estructura del grano.

Explicación de los puntos clave:

1. Definición del "sputtering" físico:

   • El sputtering físico es una técnica de deposición de películas finas en la que los átomos son expulsados de un material objetivo debido al bombardeo de iones de alta energía.
   • Los átomos expulsados se desplazan hasta un sustrato y se condensan en una fina película.

2. Resumen del proceso:

   • El material objetivo y el sustrato se colocan en una cámara de vacío.
   • Se aplica una tensión que hace que el cátodo sea el blanco y el ánodo el sustrato.
   • Se crea un plasma ionizando un gas de pulverización catódica (normalmente argón o xenón).
   • El gas ionizado bombardea el objetivo, provocando la expulsión de átomos.
   • Estos átomos se desplazan hasta el sustrato y forman una fina película.

3. Componentes clave:

   • Material objetivo:Material de origen del que se expulsan los átomos.
   • Sustrato:Superficie sobre la que se depositan los átomos expulsados.
   • Gas de pulverización catódica:Normalmente un gas inerte como el argón, ionizado para crear el plasma.
   • Cámara de vacío:El entorno en el que tiene lugar el proceso para minimizar la contaminación y controlar la presión.

4. Mecanismo de sputtering:

   • Los iones del gas de pulverización catódica son acelerados por un campo eléctrico.
   • Estos iones colisionan con el material objetivo, transfiriendo energía a los átomos objetivo.
   • Si la energía transferida es suficiente, los átomos objetivo son expulsados de la superficie.

5. Tipos de pulverización catódica:

   • Pulverización catódica:Implica una configuración de cátodo (blanco) y ánodo (sustrato).
   • Diodo de pulverización catódica:Utiliza un sencillo sistema de dos electrodos.
   • Pulverización catódica por RF o CC:Utiliza radiofrecuencia o corriente continua para ionizar el gas.
   • Pulverización catódica por haz de iones:Se utiliza un haz de iones focalizado para pulverizar el blanco.
   • Pulverización catódica reactiva:Utiliza un gas reactivo para formar películas compuestas.

6. Aplicaciones del sputtering:

   • Se utiliza en la producción de películas finas de precisión para semiconductores, revestimientos ópticos y células solares.
   • Permite controlar las propiedades de las películas, como la reflectividad, la resistividad eléctrica y la estructura del grano.

7. Ventajas del sputtering:

   • Gran precisión y control del espesor y la composición de la película.
   • Capacidad para depositar una amplia gama de materiales, incluidos metales, aleaciones y compuestos.
   • Adecuado para la producción a gran escala y geometrías complejas.

8. Retos y consideraciones:

   • Requiere un entorno de alto vacío, cuyo mantenimiento puede resultar costoso.
   • El proceso puede ser lento en comparación con otros métodos de deposición.
   • La erosión del material objetivo puede provocar contaminación si no se gestiona adecuadamente.

La comprensión de estos puntos clave permite apreciar la complejidad y precisión del método de sputtering físico, que lo convierte en una técnica valiosa en la fabricación moderna y la ciencia de materiales.

Cuadro sinóptico:

Aspecto	Detalles
Definición	Expulsión de átomos de un material objetivo mediante bombardeo iónico.
Componentes clave	Material objetivo, sustrato, gas de pulverización catódica, cámara de vacío.
Proceso	El gas ionizado bombardea el objetivo, expulsando átomos que se depositan en el sustrato.
Tipos	Catódico, Diodo, RF/DC, Ion-Beam, sputtering reactivo.
Aplicaciones	Semiconductores, revestimientos ópticos, células solares.
Ventajas	Alta precisión, amplia gama de materiales, aptitud para la producción a gran escala.
Desafíos	Alto coste de vacío, proceso más lento, riesgos potenciales de contaminación.

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