المبخر الحراري هو جهاز يستخدم في عمليات الترسيب بالتفريغ لترسيب أغشية رقيقة من المواد على الركائز. وهو يعمل عن طريق تسخين المادة إلى درجة تبخيرها في بيئة عالية التفريغ، مما يسمح للبخار بالتكثف على الركيزة مكوناً طبقة رقيقة.
عملية التسخين والتبخير:
تستخدم المبخرات الحرارية سخان مقاومة كهربائي لإذابة المادة ورفع ضغط بخارها إلى نطاق مفيد. وتجري عملية التسخين في فراغ عالٍ، وهو ما يخدم غرضين أساسيين: فهو يسمح للبخار بالانتقال إلى الركيزة دون التفاعل مع ذرات الطور الغازي الأخرى، ويقلل من دمج الشوائب من الغاز المتبقي في غرفة التفريغ. هذه الطريقة مناسبة للمواد ذات ضغط البخار المرتفع مقارنةً بعنصر التسخين لتجنب تلوث الفيلم.أنواع التبخير الحراري:
- هناك نوعان رئيسيان من التبخير الحراري:
- التسخين بالمقاومة الكهربائية: تتضمن هذه الطريقة تسخين المادة مباشرةً باستخدام الأسلاك أو في بوتقات موصلة. وهي مناسبة للمواد التي يمكن تسخينها إلى درجات حرارة عالية دون الإضرار بالحاوية.
التبخير بالحزمة الإلكترونية: تستخدم هذه الطريقة الأكثر تعقيدًا شعاع إلكترون عالي الطاقة لتسخين بقعة صغيرة على المادة، مما يسمح بتبخير المواد ذات الضغط البخاري المنخفض. عادةً ما يتم ثني شعاع الإلكترون من خلال زاوية كبيرة لحماية خيوط المسدس من تدفق المبخر.
الترسيب وتشكيل الغشاء:
عندما تصل المادة المتبخرة إلى الركيزة، تتكثف وتشكل طبقة رقيقة. يمكن التحكم في سمك الفيلم عن طريق ضبط المعلمات مثل درجة حرارة المبخر ومعدل الترسيب والمسافة بين المبخر والركيزة.التطبيقات والفوائد:
يُستخدم التبخير الحراري على نطاق واسع في إنتاج الأجهزة الإلكترونية والبصرية، بما في ذلك الخلايا الشمسية وشاشات OLED وشاشات OLED وMEMS. ويتم تقييمه لتعدد استخداماته في ترسيب مجموعة واسعة من المواد وقدرته على إنتاج أغشية رقيقة عالية الجودة.
اعتبارات عملية:
