الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) هو طريقة تُستخدم لتخليق الجسيمات النانوية، وذلك في المقام الأول لترسيب الأغشية الرقيقة على سطح ما. وتنطوي هذه العملية على نقل المواد على المستوى الذري ويتم إجراؤها تحت ظروف التفريغ. ويختلف الترسيب بالتقنية الفيزيائية البصرية عن الترسيب الكيميائي بالبخار (CVD) من حيث أن السلائف المستخدمة في الترسيب بالتقنية الفيزيائية البصرية تكون في شكل صلب، بينما تستخدم التقنية نفسها السلائف الغازية.
ملخص الإجابة:
تتضمن طريقة الترسيب الفيزيائي بالبخار الفيزيائي لتخليق الجسيمات النانوية عدة خطوات رئيسية: تبخير المادة الصلبة، ونقل المادة المتبخرة، والتفاعل (إن وجد)، والترسيب على الركيزة. يتم تنفيذ هذه العملية في فراغ لضمان ترسيب فعال ومضبوط للمواد على مقياس النانو.
-
الشرح التفصيلي:التبخير:
-
الخطوة الأولى في PVD هي تبخير المادة الصلبة. ويتم تحقيق ذلك عادةً من خلال الطاقة الحرارية التي تعمل على تبخير المادة الصلبة المصدر. ويمكن تيسير عملية التبخير من خلال تقنيات مختلفة مثل التبخير بالتفريغ أو التبخير الحراري والطلاء الأيوني والتبخير بالرش.النقل:
-
بمجرد أن يتم تبخير المادة، يتم نقلها على شكل بخار من خلال تفريغ الهواء أو بيئة غازية أو بلازما منخفضة الضغط. تضمن هذه الخطوة أن الجسيمات المتبخرة تتحرك بكفاءة من المصدر إلى الركيزة دون فقدان أو تلوث كبير.التفاعل:
-
في بعض الحالات، يمكن إدخال غازات تفاعلية أثناء عملية الترسيب، وهو ما يعرف بالترسيب التفاعلي. يمكن لهذه الخطوة تغيير التركيب الكيميائي وخصائص الفيلم المترسب.الترسيب:
تتضمن الخطوة الأخيرة تكثيف وتنوي الذرات أو الجزيئات المتبخرة على سطح الركيزة. وينتج عن ذلك تكوين طبقة رقيقة بسماكة تتراوح بين بضعة نانومترات إلى جزء من الألف من النانومتر.
ويُعد PVD مفيدًا بشكل خاص في تكنولوجيا النانو نظرًا لقدرته على إنتاج طبقات رقيقة موحدة على نطاق ذري. وقد استُخدمت بنجاح في نمو الأسلاك النانوية والحبيبات النانوية، مما يدل على فعاليتها في إنشاء البنى النانوية. وتتضمن العملية عادةً تسامي أكسيد عالي النقاء في شكل مسحوق في درجات حرارة عالية، مع تبريد متحكم به لتحقيق تدرج في درجة الحرارة، مما يساعد في تكوين بنى نانوية محددة.المراجعة والتصحيح:
