La evaporación por haz electrónico es un método utilizado para depositar capas finas de material sobre un sustrato. Esta técnica forma parte de un grupo más amplio de métodos denominados deposición física en fase vapor (PVD). Consiste en utilizar un haz de electrones focalizado para calentar y evaporar materiales, normalmente en un entorno de vacío. Este método es ideal para crear revestimientos densos y de gran pureza sobre sustratos. También puede tratar materiales con puntos de fusión elevados que son difíciles de procesar con otros métodos.
¿Cuál es la física de la evaporación por haz de electrones? Explicación de los 4 pasos clave
1. 1. Generación y enfoque del haz de electrones
El proceso comienza con un filamento de tungsteno. Cuando la corriente pasa a través de este filamento, se calienta y emite electrones. Se aplica un alto voltaje entre el filamento y un crisol que contiene el material fuente. Esta tensión acelera los electrones hacia el material. Se utiliza un fuerte campo magnético para concentrar estos electrones en un haz unificado.
2. Transferencia de energía y evaporación
El haz de electrones de alta energía golpea el material fuente en el crisol. La energía cinética de los electrones se transfiere al material, provocando su calentamiento y, finalmente, su evaporación. Esta transferencia de energía es muy eficaz debido a la alta densidad eléctrica del haz de electrones. Esta eficiencia permite la evaporación de materiales con altos puntos de fusión.
3. Deposición del material sobre el sustrato
El material evaporado viaja a través de la cámara de vacío y se deposita sobre un sustrato situado por encima del material fuente. El resultado es un fino revestimiento de gran pureza sobre el sustrato. El grosor del revestimiento puede variar de 5 a 250 nanómetros, dependiendo de la aplicación.
4. Evaporación reactiva (opcional)
Durante el proceso de evaporación, puede introducirse en la cámara una presión parcial de gases reactivos como oxígeno o nitrógeno. Esto permite la deposición reactiva de películas no metálicas, ampliando la gama de materiales que pueden depositarse.
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