الاسبترينغ هو عملية فيزيائية يتم فيها قذف الذرات من هدف صلب إلى الطور الغازي بسبب القصف بالأيونات النشطة، وعادةً ما تكون أيونات الغازات النبيلة. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في مجال فيزياء الأسطح لتطبيقات مختلفة، بما في ذلك ترسيب الأغشية الرقيقة وتنظيف السطح وتحليل تركيب السطح.
ملخص عملية الاخرق:
يتضمن الاخرق استخدام البلازما، وهو غاز مؤين جزئياً، لقصف مادة مستهدفة بأيونات عالية الطاقة. ويتسبب هذا القصف في قذف الذرات من الهدف وترسيبها على الركيزة، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة. وتعد هذه التقنية جزءًا من عمليات الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) وهي ضرورية في صناعات مثل البصريات والإلكترونيات.
-
شرح مفصل:
- عملية الاخرق:بدء البلازما:
- تبدأ العملية بإنشاء بلازما، وهي حالة من المادة حيث يتم فصل الإلكترونات عن الأيونات بسبب الطاقة العالية. يتم توليد هذه البلازما عادةً في غرفة مفرغة باستخدام غازات مثل الأرجون.القصف الأيوني:
- يتم تسريع الأيونات النشطة من البلازما نحو مادة مستهدفة. والهدف، الذي غالباً ما يشار إليه باسم المهبط، هو المادة التي سيتم طرد الذرات منها.قذف الذرات:
- عندما تصطدم هذه الأيونات بالهدف، فإنها تنقل الطاقة وكمية الحركة، مما يتسبب في تغلب ذرات السطح على قوى الارتباط الخاصة بها ويتم طردها من الهدف.الترسيب على الركيزة:
-
تنتقل الذرات المقذوفة عبر الفراغ وتترسب على ركيزة قريبة، مكونة طبقة رقيقة. هذا الترسيب مهم في تطبيقات مثل الطلاء والإلكترونيات الدقيقة.
- أنواع الاخرق:
-
تُصنف تقنيات الاخرق إلى عدة أنواع، بما في ذلك الاخرق بالتيار المستمر، والخرق بالتيار المتردد، والخرق التفاعلي، والخرق المغنطروني. تختلف كل طريقة بناءً على نوع مصدر الطاقة ووجود الغازات التفاعلية التي تؤثر على خصائص الفيلم المترسب.
- تطبيقات الاخرق:ترسيب الأغشية الرقيقة:
- يُستخدم الاخرق على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات لترسيب الطبقات الموصلة والطبقات العازلة في أجهزة أشباه الموصلات.تنظيف الأسطح:
- يُستخدم لتنظيف الأسطح عن طريق إزالة الشوائب وإعدادها لمزيد من المعالجة أو التحليل.تحليل السطح:
-
يُستخدم الاخرق أيضًا في التقنيات التحليلية لدراسة تركيب الأسطح من خلال تحليل الجسيمات المقذوفة.
- السياق التاريخي:
اكتُشف مفهوم الاخرق لأول مرة في عام 1852، وكان لانجموير رائدًا في تطويره كتقنية ترسيب الأغشية الرقيقة في عام 1920. وكان هذا التطور بمثابة تقدم كبير في مجال علم المواد وفيزياء الأسطح.المراجعة والتصحيح:
