يُستخدم شعاع الإلكترونات في التبخير بالحزمة الإلكترونية (E-beam) لتسخين وتبخير عينة داخل بيئة مفرغة من الهواء. فيما يلي شرح مفصل:
ملخص
يتم توجيه حزمة الإلكترونات، التي يتم توليدها من فتيل وتوجيهها بواسطة مجالات كهربائية ومغناطيسية، إلى المادة المصدر، التي عادة ما تكون في بوتقة. تنتقل الطاقة الحركية العالية للإلكترونات إلى المادة، مما يؤدي إلى تسخينها وتبخرها في النهاية. تنتقل الذرات أو الجزيئات المتبخرة بعد ذلك عبر غرفة التفريغ لتترسب على ركيزة موضوعة في الأعلى.
-
شرح مفصل:
- توليد شعاع الإلكترون وتوجيهه:
- يتم توليد حزمة الإلكترونات من فتيل وتسريعها إلى طاقة حركية عالية (تصل إلى 10 كيلو فولت) من خلال مجال كهربائي عالي الجهد.
-
تُستخدم المجالات الكهربائية والمغناطيسية لتوجيه الحزمة بدقة إلى المادة المصدر، والتي عادة ما تكون على شكل كريات أو كتلة موضوعة في بوتقة.
- نقل الطاقة والتبخير:
- عندما تصطدم حزمة الإلكترونات بمادة المصدر، تتحول طاقتها الحركية إلى حرارة، مما يرفع درجة حرارة المادة.
-
ومع ارتفاع درجة حرارة المادة، تكتسب ذرات سطحها طاقة كافية للتغلب على قوى الارتباط التي تبقيها في المادة السائبة، مما يجعلها تغادر السطح على شكل بخار.
- التبخر والترسيب:
- تجتاز الذرات أو الجزيئات المتبخرة غرفة التفريغ بطاقة حرارية (أقل من 1 فولت)، دون أن تزعجها الجسيمات الأخرى، مما يضمن ترسيب "خط الرؤية" على ركيزة موضوعة على مسافة عمل تتراوح بين 300 مم إلى متر واحد.
-
وتعد هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لترسيب المواد ذات نقاط الانصهار العالية التي لا يمكن تبخيرها بسهولة بالطرق التقليدية. كما أنها تسمح بمعدلات ترسيب عالية عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا للركيزة.
- المزايا والاعتبارات:
- تُعد طاقة الوصول المنخفضة للمادة المتبخرة مفيدة للركائز الحساسة، على الرغم من أن الإشعاع الناتج عن انتقال طاقة شعاع الإلكترون المكثف أسفل الركيزة يمكن أن يكون عاملاً مهماً.
يساعد استخدام البوتقة المبردة على منع انتشار الشوائب من البوتقة إلى الشحنة مما يحافظ على نقاء المادة المتبخرة.المراجعة والتصحيح:
