ينطوي مبدأ الترسيب بالحزمة الإلكترونية على استخدام شعاع إلكتروني لتسخين وتبخير مادة في الفراغ، والتي تترسب بعد ذلك كغشاء رقيق على ركيزة. هذه العملية هي شكل من أشكال ترسيب البخار الفيزيائي (PVD) وهي فعالة بشكل خاص بسبب قدرتها على تحقيق معدلات ترسيب عالية وكفاءة استخدام المواد في درجات حرارة منخفضة نسبياً على الركيزة.
الشرح التفصيلي:
-
توليد شعاع الإلكترون:
-
تبدأ العملية بتوليد شعاع إلكتروني في مدفع إلكتروني. يحتوي هذا المسدس على خيوط مصنوعة عادةً من التنجستن، والتي يتم تسخينها عن طريق تمرير تيار عالي الجهد من خلاله. ويسبب هذا التسخين انبعاثاً بالتأين الحراري، مما يؤدي إلى إطلاق إلكترونات من سطح الفتيل. ثم يتم تسريع هذه الإلكترونات وتركيزها في حزمة باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية.انتشار وتركيز حزمة الإلكترونات:
-
يتم إخلاء كل من غرفة العمل ونظام توليد الحزمة لخلق بيئة فراغية. هذا التفريغ ضروري لانتشار حزمة الإلكترونات دون عوائق ولمنع الإلكترونات من الاصطدام بجزيئات الهواء. ثم يتم توجيه الحزمة وتركيزها على بوتقة تحتوي على المادة المراد تبخيرها.
-
تسخين وتبخير المادة:
-
عندما تصطدم حزمة الإلكترونات بالمادة الموجودة في البوتقة، تنتقل الطاقة الحركية للإلكترونات إلى المادة، مما يؤدي إلى تسخينها. واعتمادًا على المادة، قد تنصهر أولاً ثم تتبخر (كما في حالة المعادن مثل الألومنيوم) أو تتبخر مباشرة (كما في حالة السيراميك). ويحدث التبخر لأن الطاقة الصادرة من الشعاع ترفع درجة حرارة المادة إلى درجة غليانها، مما يحولها إلى بخار.ترسيب الغشاء الرقيق:
تنتقل المادة المتبخرة بعد ذلك من البوتقة وتترسب على ركيزة موضوعة داخل غرفة التفريغ. ويشكل هذا الترسيب طبقة رقيقة على الركيزة. ويمكن التحكم في هذه العملية بشكل كبير، مما يسمح بالتحكم الدقيق في سمك وتوحيد الطبقة المترسبة.المزايا والتطبيقات:
