الرش الأيوني هو عملية تستخدم في ترسيب الأغشية الرقيقة.
وتتضمن تسريع الأيونات النشطة نحو المادة المستهدفة.
تصطدم هذه الأيونات بسطح الهدف، مما يؤدي إلى طرد الذرات أو تناثرها.
ثم تنتقل الذرات المنبثقة نحو الركيزة وتندمج في فيلم ينمو.
كيف يعمل الاخرق الأيوني؟ شرح في 7 خطوات بسيطة
1. إنشاء أيونات نشطة
تتطلب عملية الاخرق أيونات ذات طاقة كافية.
يتم توجيه هذه الأيونات نحو سطح الهدف لقذف الذرات.
يتم تحديد التفاعل بين الأيونات والمادة المستهدفة من خلال سرعة الأيونات وطاقتها.
ويمكن استخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية للتحكم في هذه المعلمات.
2. دور الإلكترونات الشاردة
تبدأ العملية عندما يتم تسريع إلكترون شارد بالقرب من المهبط باتجاه المصعد.
يصطدم هذا الإلكترون بذرة غازية متعادلة فيتحول إلى أيون موجب الشحنة.
3. رش الحزمة الأيونية
ينطوي رش الحزمة الأيونية على تركيز حزمة أيون-إلكترون على هدف لرش المواد على الركيزة.
وتبدأ العملية بوضع السطح الذي يحتاج إلى طلاء داخل غرفة مفرغة مملوءة بذرات غاز خامل.
تتلقى المادة المستهدفة شحنة سالبة، مما يحولها إلى مهبط ويتسبب في تدفق الإلكترونات الحرة منها.
ثم تتصادم هذه الإلكترونات الحرة مع الإلكترونات المحيطة بذرات الغاز سالبة الشحنة.
ونتيجة لذلك، تندفع إلكترونات الغاز، مما يحول ذرات الغاز إلى أيونات موجبة الشحنة وعالية الطاقة.
تجذب المادة المستهدفة هذه الأيونات التي تتصادم معها بسرعة عالية، فتنفصل الجسيمات ذات الحجم الذري.
4. الجسيمات المتناثرة
تعبر هذه الجسيمات المنبثقة بعد ذلك حجرة التفريغ وتهبط على الركيزة، مما يخلق طبقة من أيونات الهدف المقذوفة.
ويساهم تساوي اتجاه الأيونات وطاقتها في تحقيق كثافة وجودة عالية للفيلم.
5. غرفة التفريغ
في نظام الاخرق، تحدث العملية داخل غرفة تفريغ الهواء.
وعادة ما تكون الركيزة لطلاء الفيلم من الزجاج.
المادة المصدر، المعروفة باسم هدف الاخرق، هي هدف دوار مصنوع من المعدن أو السيراميك أو حتى البلاستيك.
على سبيل المثال، يمكن استخدام الموليبدينوم كهدف لإنتاج أغشية رقيقة موصلة في شاشات العرض أو الخلايا الشمسية.
6. بدء عملية الاخرق
لبدء عملية الاصطرار، يتم تسريع الغاز المتأين بواسطة مجال كهربائي نحو الهدف، مما يؤدي إلى قصفه.
وينتج عن التصادمات بين الأيونات المصدومة والمادة المستهدفة طرد الذرات من الشبكة المستهدفة إلى الحالة الغازية لغرفة الطلاء.
ويمكن بعد ذلك أن تتطاير هذه الجسيمات المستهدفة عن طريق خط الرؤية أو أن تتأين وتتسارع بواسطة القوى الكهربائية نحو الركيزة، حيث يتم امتصاصها وتصبح جزءًا من الطبقة الرقيقة المتنامية.
7. الاخرق بالتيار المستمر
الاخرق بالتيار المستمر هو شكل محدد من أشكال الاخرق الذي يستخدم التفريغ الغازي للتيار المستمر.
وفي هذه العملية، تصطدم الأيونات بالهدف (مهبط) التفريغ، الذي يعمل كمصدر للترسيب.
قد تعمل الركيزة وجدران حجرة التفريغ بمثابة الأنود، ويتم استخدام مصدر طاقة تيار مستمر عالي الجهد لتوفير الجهد اللازم.
مواصلة الاستكشاف، استشر خبرائنا
هل تبحث عن معدات رش أيوني عالية الجودة لمختبرك؟
لا تبحث أكثر من KINTEK!
ستساعدك تقنيتنا المتطورة وخبرتنا في رش الحزمة الأيونية على تحقيق عمليات ترسيب دقيقة وفعالة.
اتصل بنا اليوم لمعرفة المزيد عن حلولنا المبتكرة والارتقاء بأبحاثك إلى المستوى التالي!
