Los materiales de evaporación son sustancias que se utilizan para formar películas finas o revestimientos sobre superficies mediante el proceso de evaporación.
Estos materiales se calientan a alta temperatura hasta que empiezan a vaporizarse.
En el entorno de vacío, el material vaporizado se dirige directamente hacia la superficie de un objeto, normalmente un sustrato, que es el objetivo a recubrir.
Allí, el material vaporizado comienza a condensarse y forma una fina película sobre el sustrato.
¿Qué materiales se utilizan en la evaporación? 7 puntos clave que hay que saber
1. Tipos de materiales utilizados
Los materiales utilizados en la evaporación van desde metales puros hasta diversos compuestos como antimonuros, arseniuros, boruros, carburos, fluoruros, nitruros, óxidos, seleniuros, siliciuros, sulfuros y telururos.
Algunos ejemplos son el oro, que se utiliza habitualmente en revestimientos ópticos, y diversos óxidos y nitruros que son cruciales en la producción de células solares y sensores.
2. Niveles de pureza
Los niveles de pureza de los materiales de evaporación son críticos y suelen oscilar entre el 99,9% y el 99,99999%, dependiendo de la aplicación.
Una alta pureza es esencial para garantizar la integridad y el rendimiento de los revestimientos, especialmente en aplicaciones sensibles como componentes ópticos y dispositivos médicos.
3. Formas de los materiales de evaporación
Los materiales de evaporación se presentan en diversas formas, como trozos, láminas, gránulos, alambres, varillas, granalla y proyectiles.
La elección de la forma depende de la técnica de evaporación específica y de la facilidad de manipulación y calentamiento durante el proceso de evaporación.
4. Técnicas de evaporación térmica
Se utilizan varias técnicas para la evaporación térmica:
- Evaporación por calentamiento resistivo: El material se calienta en un crisol calentado por resistencia y el vapor se condensa en el sustrato.
- Evaporación por haz de electrones: Se enfoca un haz de electrones sobre el material, haciendo que se caliente rápidamente y se evapore.
- Evaporación flash: El material se calienta rápidamente hasta su temperatura de evaporación utilizando un pulso de alta corriente o una fuente de calor intensa.
- Evaporación por calentamiento por inducción: El calentamiento por inducción induce corrientes en el material fuente, provocando su calentamiento y evaporación.
5. Fuentes de evaporante
Las fuentes de evaporante incluyen los botes de evaporación, las celdas de efusión y los crisoles.
Las barcas de evaporación, normalmente hechas de tungsteno o molibdeno, se utilizan para vaporizar materiales sólidos utilizando un elemento calefactor o un haz de electrones.
Las celdas de efusión se utilizan para vaporizar materiales líquidos o gaseosos calentándolos a alta temperatura.
Los crisoles se utilizan para contener materiales sólidos que se vaporizan utilizando un elemento calefactor o un haz de electrones.
6. Cámaras de deposición
Las cámaras de deposición están equipadas con diversas fuentes de evaporación, incluidos simples botes metálicos y calentadores de alambre refractario, a menudo de tungsteno o molibdeno.
Para procesos de evaporación de precisión, se utilizan celdas de efusión más complejas con crisoles fabricados con materiales pasivos como el nitruro de boro y calentadores externos.
Estas células se emplean habitualmente en la epitaxia de haces moleculares, garantizando una deposición precisa y controlada de los materiales.
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