L'évaporation sous vide est un processus par lequel des matériaux sont chauffés pour former des couches minces ou des revêtements sur divers substrats. Ce processus se déroule dans un environnement sous vide afin d'éviter toute contamination et de garantir que seul le matériau souhaité forme le film mince.
7 points clés expliqués : Quels sont les matériaux utilisés pour l'évaporation sous vide ?
1. Définition et objectif des matériaux d'évaporation
Les matériaux d'évaporation sont des substances utilisées pour former des films minces ou des revêtements sur des surfaces par le processus d'évaporation.
Ces matériaux sont chauffés à haute température jusqu'à ce qu'ils se vaporisent. Le matériau vaporisé se condense ensuite sur le substrat pour former un film mince.
2. Bateaux d'évaporation
Les cuves d'évaporation sont des matériaux d'évaporation thermique essentiels. Ils sont souvent fabriqués à partir de tungstène, de molybdène et de tantale.
Ils contiennent des matières premières telles que du BN, du TiB2 et de la poudre d'AlN. Parmi les variantes, on trouve les cuves à 3 composants et les cuves à 2 composants.
3. Réchauffeurs à panier
Les réchauffeurs à panier permettent de charger le matériau d'évaporation directement dans le panier, sans creuset.
Le choix de la source d'évaporation est déterminé par le substrat à revêtir, ce qui garantit une adéquation entre la source et le substrat.
4. Processus d'évaporation sous vide
L'évaporation sous vide s'effectue dans une plage de pression de gaz de 10-5 à 10-9 Torr afin d'éviter toute contamination.
Le matériau vaporisé doit atteindre une température où sa pression de vapeur est de 10 mTorr ou plus pour obtenir une vitesse de dépôt appréciable.
Les sources de vaporisation typiques comprennent les fils toronnés chauffés par résistance, les bateaux ou les creusets, et les faisceaux d'électrons à haute énergie.
5. Chauffage indirect
Certains matériaux ont tendance à s'éroder lorsqu'ils sont exposés directement à des températures élevées, d'où la nécessité d'un chauffage indirect.
Des matériaux résistants à la chaleur et stables comme l'alumine, l'oxyde d'yttrium ou la zircone sont utilisés pour fabriquer des creusets pour le chauffage indirect.
6. Matériaux d'évaporation thermique
Une large gamme de matériaux peut être utilisée pour l'évaporation sous vide, notamment l'or, l'argent, le titane, le dioxyde de silicium, le tungstène, le cuivre et divers alliages.
Ces matériaux sont choisis en fonction de leur compatibilité avec le substrat et des caractéristiques souhaitées du film.
7. Contexte historique
L'étude de l'évaporation thermique dans le vide a débuté à la fin du XIXe siècle, avec les premières contributions de scientifiques tels que H. Hertz et S. Stefan.
Thomas Edison a déposé une demande de brevet couvrant l'évaporation sous vide et le dépôt de films, bien que son procédé n'implique pas l'évaporation de matériaux fondus.
En comprenant ces points clés, un acheteur d'équipement de laboratoire peut prendre des décisions éclairées sur la sélection et l'utilisation des matériaux d'évaporation dans les processus d'évaporation sous vide, garantissant ainsi les meilleurs résultats pour leurs applications spécifiques.
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