يتضمن مبدأ الرش بالتيار المستمر استخدام مصدر طاقة تيار مباشر (DC) لإنشاء بلازما في بيئة منخفضة الضغط، حيث يتم تسريع الأيونات المشحونة إيجابياً نحو مادة مستهدفة. وتتصادم هذه الأيونات مع الهدف، مما يؤدي إلى طرد الذرات أو "رشها" في البلازما. وبعد ذلك تترسب هذه الذرات المنبثقة على شكل طبقة رقيقة على الركيزة مكونةً طبقة موحدة وناعمة.
شرح مفصل:
-
إنشاء فراغ:
-
تبدأ العملية بإنشاء فراغ داخل غرفة الرش. وهذا أمر بالغ الأهمية لعدة أسباب: فهو لا يضمن النظافة فحسب، بل يعزز أيضًا التحكم في العملية. في بيئة منخفضة الضغط، يزداد متوسط المسار الحر للجسيمات، مما يعني أن الجسيمات يمكن أن تقطع مسافات أطول دون الاصطدام بالآخرين. وهذا يسمح للذرات المنبثقة بالانتقال من الهدف إلى الركيزة دون تداخل كبير، مما يؤدي إلى ترسيب أكثر اتساقًا.مصدر طاقة التيار المستمر:
-
يستخدم رش التيار المستمر مصدر طاقة تيار مباشر، يعمل عادةً عند ضغط غرفة يتراوح من 1 إلى 100 ملي طن من التيار المستمر. يقوم مصدر طاقة التيار المستمر بتأيين الغاز في الغرفة، مما يخلق بلازما. تتكون هذه البلازما من أيونات وإلكترونات موجبة الشحنة.
-
القصف الأيوني:
-
تنجذب الأيونات الموجبة الشحنة في البلازما بواسطة الهدف السالب الشحنة (المتصل بالطرف السالب لمصدر طاقة التيار المستمر). يتم تسريع هذه الأيونات نحو الهدف بسرعات عالية، مما يتسبب في حدوث تصادمات تقذف الذرات من سطح الهدف.ترسيب الغشاء الرقيق:
-
تنتقل الذرات المقذوفة من المادة المستهدفة عبر البلازما وتترسب في النهاية على الركيزة التي عادة ما تكون مثبتة عند جهد كهربائي مختلف أو مؤرضة. وتؤدي عملية الترسيب هذه إلى تكوين طبقة رقيقة على الركيزة.
المزايا والتطبيقات:
يُفضَّل استخدام الرش بالتيار المستمر لبساطته وسهولة التحكم فيه وانخفاض تكلفته، خاصةً لترسيب المعادن. ويستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل أشباه الموصلات، حيث يساعد في إنشاء دوائر الرقائق الدقيقة وفي التطبيقات الزخرفية مثل طلاء الذهب للمجوهرات والساعات. ويستخدم أيضًا في الطلاءات غير العاكسة على الزجاج والمكونات البصرية، وفي طلاء بلاستيك التغليف بالمعدن.
