La pulverización química es un proceso que consiste en expulsar átomos de un material sólido a la fase gaseosa.
Esto ocurre mediante el bombardeo de iones energéticos, normalmente de un gas inerte como el argón.
Esta técnica se utiliza mucho para depositar películas finas sobre sustratos.
También puede emplear gases reactivos para crear composiciones químicas específicas en la capa depositada.
4 pasos clave del proceso de sputtering
1. Ionización y aceleración
En un entorno de alto vacío, un gas inerte como el argón se ioniza y se acelera hacia un material objetivo mediante un campo eléctrico.
2. Bombardeo y pulverización catódica
Los iones energéticos colisionan con el objetivo, provocando la expulsión de átomos del objetivo debido a la transferencia de momento.
3. 3. Deposición sobre el sustrato
Los átomos expulsados viajan a través del vacío y se depositan como una fina película sobre un sustrato, donde forman una capa con propiedades específicas.
Explicación detallada
Ionización y aceleración
El proceso de sputtering comienza en una cámara de vacío donde se introduce un gas inerte, normalmente argón.
Se aplica un alto voltaje, creando una descarga luminosa que ioniza el gas argón.
A continuación, estos iones son acelerados por un campo eléctrico hacia el material objetivo.
Bombardeo y pulverización catódica
Cuando los iones de argón energéticos chocan contra el objetivo, transfieren su energía e impulso a los átomos del objetivo a través de una serie de colisiones inelásticas.
Esta transferencia de energía es suficiente para superar las fuerzas de enlace que mantienen los átomos en la red, lo que provoca su expulsión de la superficie en un proceso conocido como pulverización catódica.
Deposición sobre el sustrato
Los átomos expulsados, ahora en fase gaseosa, atraviesan la cámara de vacío y se depositan sobre un sustrato situado en las proximidades.
Esta deposición forma una fina película cuyas propiedades vienen determinadas por el material objetivo y los gases reactivos utilizados.
Por ejemplo, si se introduce un gas reactivo como el nitrógeno o el acetileno, puede reaccionar con los átomos expulsados, dando lugar a la formación de compuestos como nitruros o carburos mediante un proceso denominado sputtering reactivo.
Este proceso es muy controlable y permite ajustar con precisión el grosor y la composición de las películas depositadas.
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