الرش بالبلازما هو عملية تُستخدم في الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) لترسيب الأغشية الرقيقة على الركيزة. وهي تنطوي على طرد الذرات من سطح المادة المستهدفة عند اصطدامها بجسيمات عالية الطاقة، وعادةً ما تكون أيونات من البلازما. فيما يلي شرح مفصل لكيفية عمل رش البلازما:
تكوين البلازما:
تبدأ العملية بإدخال غاز نبيل، عادة ما يكون الأرجون، في غرفة مفرغة من الهواء. يتم الحفاظ على الضغط داخل الغرفة عند مستوى محدد، عادةً ما يصل إلى 0.1 تور. وبعد ذلك يتم استخدام مصدر طاقة تيار مستمر أو مصدر طاقة بالترددات اللاسلكية لتأيين غاز الأرجون، مما يؤدي إلى تكوين بلازما. تحتوي هذه البلازما على أيونات الأرجون والإلكترونات الحرة التي تكون في حالة شبه متوازنة.القصف الأيوني:
في بيئة البلازما، يتم تسريع أيونات الأرجون نحو المادة المستهدفة (المهبط) بسبب تطبيق جهد كهربائي. والهدف هو المادة التي سيتم رش الذرات منها. عندما تصطدم هذه الأيونات بالهدف، فإنها تنقل طاقتها إلى ذرات الهدف، مما يتسبب في طرد بعضها من السطح. وتعرف هذه العملية باسم الاخرق.
معدل الاخرق:
يتأثر معدل تناثر الذرات من الهدف بعدة عوامل بما في ذلك مردود الاخرق والوزن المولي للهدف وكثافة المادة وكثافة التيار الأيوني. ويمكن تمثيل معدل الاخرق رياضياً على النحو التالي:[\\نص {معدل الاخرق} = \frac{MSj}{pN_Ae}]
حيث (M) هو الوزن المولي للهدف، و(S) هو ناتج الاصطرار، و(j) هو كثافة التيار الأيوني، و(p) هو كثافة المادة، و(N_A) هو عدد أفوجادرو، و(e) هو شحنة الإلكترون.ترسيب الغشاء الرقيق:
تنتقل الذرات المقذوفة من الهدف عبر البلازما وتترسب في النهاية على الركيزة مكونة طبقة رقيقة. تُعد عملية الترسيب هذه ضرورية للتطبيقات التي تتطلب طلاءات دقيقة وعالية الجودة، كما هو الحال في شاشات LED والمرشحات البصرية والبصريات الدقيقة.
الرش المغنطروني المغنطروني:
