El revestimiento por pulverización catódica es un proceso de deposición física de vapor en el que se aplica un revestimiento fino y funcional a un sustrato.
Esto se consigue bombardeando un material objetivo con iones de alta energía.
Los átomos del objetivo son expulsados y depositados sobre el sustrato, formando una fuerte unión a nivel atómico.
Resumen del principio
El principio del recubrimiento por pulverización catódica implica el uso de un plasma para expulsar átomos de un material objetivo y depositarlos sobre un sustrato.
Esto se consigue mediante el bombardeo del objetivo con iones, normalmente en un entorno de vacío.
La transferencia de impulso de los iones a los átomos del objetivo hace que éstos sean expulsados y depositados sobre el sustrato.
Explicación detallada
1. Creación del plasma
El proceso comienza cargando eléctricamente un cátodo de sputtering, que forma un plasma.
Este plasma se genera normalmente mediante una descarga de gas, en la que a menudo intervienen gases como el argón.
El plasma es esencial ya que contiene iones que se utilizan para bombardear el blanco.
2. Bombardeo del blanco
El material objetivo, que es la sustancia que se va a recubrir sobre el sustrato, se adhiere o se sujeta al cátodo.
Se utilizan imanes para garantizar una erosión estable y uniforme del material.
El blanco es bombardeado con iones procedentes del plasma, que tienen energía suficiente para expulsar átomos de la superficie del blanco.
En esta interacción influyen la velocidad y la energía de los iones, que se controlan mediante campos eléctricos y magnéticos.
3. Deposición sobre el sustrato
Los átomos expulsados del blanco, debido a la transferencia de impulso de los iones de alta energía, se desplazan hacia el sustrato.
El sustrato suele colocarse frente al blanco dentro de la cámara de vacío.
La elevada energía cinética de las partículas pulverizadas les permite impactar contra el sustrato y formar un fuerte enlace a nivel atómico.
El resultado es un recubrimiento uniforme y homogéneo del sustrato, lo que puede ser especialmente beneficioso para los materiales sensibles al calor, ya que el proceso implica bajas temperaturas.
4. Control y optimización
El proceso puede optimizarse controlando el entorno de vacío, el tipo de gas utilizado y la energía de los iones.
Para sustratos muy sensibles, la cámara de vacío puede llenarse con un gas inerte para controlar la energía cinética de las partículas pulverizadas, lo que permite un proceso de deposición más controlado.
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