Lớp phủ bay hơi: Bằng cách nung nóng và làm bay hơi một chất nhất định để lắng đọng nó trên bề mặt rắn, nó được gọi là lớp phủ bay hơi.Phương pháp này lần đầu tiên được đề xuất bởi M. Faraday vào năm 1857, và nó đã trở thành một trong những phương pháp
kỹ thuật phủ thường được sử dụng trong thời hiện đại.Cấu trúc của thiết bị sơn bay hơi được thể hiện trong Hình 1.
Các chất bay hơi như kim loại, hợp chất, v.v. được đặt trong nồi nấu kim loại hoặc treo trên dây nóng làm nguồn bay hơi, và phôi cần mạ, chẳng hạn như kim loại, gốm, nhựa và các chất nền khác, được đặt trước nồi nấu kim loại.Sau khi hệ thống được hút chân không đến độ chân không cao, chén nung được gia nhiệt để làm bay hơi các chất bên trong.Các nguyên tử hoặc phân tử của chất bay hơi được lắng đọng trên bề mặt chất nền theo cách ngưng tụ.Độ dày của màng có thể từ hàng trăm angstrom đến vài micron.Độ dày của màng được xác định bởi tốc độ bay hơi và thời gian của nguồn bốc hơi (hoặc lượng tải) và có liên quan đến khoảng cách giữa nguồn và chất nền.Đối với các lớp phủ diện tích lớn, chất nền quay hoặc nhiều nguồn bốc hơi thường được sử dụng để đảm bảo độ dày màng đồng đều.Khoảng cách từ nguồn bay hơi đến đế phải nhỏ hơn đường đi tự do trung bình của các phân tử hơi trong khí dư để tránh sự va chạm của các phân tử hơi với các phân tử khí dư gây ra tác dụng hóa học.Động năng trung bình của các phân tử hơi là khoảng 0,1 đến 0,2 electron vôn.
Có ba loại nguồn bay hơi.
①Nguồn gia nhiệt điện trở: Sử dụng các kim loại chịu lửa như vonfram và tantalum để làm lá hoặc dây tóc thuyền, và sử dụng dòng điện để làm nóng chất bay hơi phía trên nó hoặc trong nồi nấu kim loại (Hình 1 [Sơ đồ thiết bị sơn bay hơi] lớp phủ chân không) Gia nhiệt điện trở nguồn chủ yếu dùng để bay hơi các vật liệu như Cd, Pb, Ag, Al, Cu, Cr, Au, Ni;
②Nguồn gia nhiệt cảm ứng tần số cao: sử dụng dòng điện cảm ứng tần số cao để làm nóng vật liệu nung và bay hơi;
③Nguồn gia nhiệt bằng chùm tia điện tử: áp dụng cho vật liệu có nhiệt độ bay hơi cao hơn (không thấp hơn 2000 [618-1]), vật liệu bị bốc hơi bằng cách bắn phá vật liệu bằng chùm tia điện tử.
So với các phương pháp phủ chân không khác, lớp phủ bay hơi có tốc độ lắng đọng cao hơn và có thể được phủ bằng màng hợp chất cơ bản và không phân hủy nhiệt.
Để lắng đọng một màng đơn tinh thể có độ tinh khiết cao, có thể sử dụng epitaxy chùm phân tử.Thiết bị epitaxy chùm phân tử để phát triển lớp đơn tinh thể GaAlAs pha tạp được thể hiện trong Hình 2 [Sơ đồ lớp phủ chân không của thiết bị epitaxy chùm phân tử].Lò phản lực được trang bị nguồn chùm phân tử.Khi nó được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định trong điều kiện chân không cực cao, các phần tử trong lò được đẩy ra bề mặt trong một dòng phân tử giống như chùm tia.Chất nền được làm nóng đến một nhiệt độ nhất định, các phân tử lắng đọng trên chất nền có thể di chuyển và các tinh thể được phát triển theo thứ tự của mạng tinh thể chất nền.Epitaxy chùm phân tử có thể được sử dụng để
thu được màng đơn tinh thể hợp chất có độ tinh khiết cao với tỷ lệ cân bằng hóa học cần thiết.Phim phát triển chậm nhất Tốc độ có thể được kiểm soát ở 1 lớp/giây.Bằng cách điều khiển vách ngăn, màng đơn tinh thể với thành phần và cấu trúc cần thiết có thể được tạo ra một cách chính xác.Epitaxy chùm phân tử được sử dụng rộng rãi để sản xuất các thiết bị tích hợp quang học khác nhau và các màng cấu trúc siêu mạng khác nhau.
Thời gian đăng bài: 31-07-2021