الرش هو عملية ترسيب غشاء رقيق يستخدم في تصنيع أشباه الموصلات ومحركات الأقراص والأقراص المدمجة والأجهزة البصرية. وهي تنطوي على طرد الذرات من مادة مستهدفة على ركيزة بسبب قصفها بجسيمات عالية الطاقة. هذه العملية متعددة الاستعمالات، وقادرة على ترسيب مواد مختلفة على أشكال وأحجام مختلفة من الركيزة، وهي قابلة للتطوير من المشاريع البحثية الصغيرة إلى الإنتاج على نطاق واسع.
شرح مفصل:
-
آلية الاخرق:
-
الاخرق هو نوع من الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) حيث يتم طرد الذرات من سطح المادة المستهدفة عندما تصطدم بجسيمات عالية الطاقة. ولا تنطوي هذه العملية على ذوبان المادة؛ وبدلاً من ذلك، تعتمد على نقل الزخم من الجسيمات القاذفة، وهي عادةً أيونات غازية. وتتمتع الذرات المقذوفة بطاقات حركية عالية، مما يعزز التصاقها بالركيزة، مما يجعل عملية الرش طريقة فعالة لترسيب الأغشية الرقيقة.تفاصيل العملية:
-
تبدأ عملية الاخرق بإدخال غاز خاضع للتحكم، عادة ما يكون الأرجون، في غرفة تفريغ. ثم يتم تطبيق تفريغ كهربائي على المهبط، مما يخلق بلازما ذاتية الاستدامة. ويتعرض سطح المهبط، المعروف باسم هدف الاهتزاز، لهذه البلازما. عندما تصطدم الأيونات من البلازما بالهدف، فإنها تقذف الذرات من سطح الهدف، والتي تترسب بعد ذلك على ركيزة موضوعة في مكان قريب.
-
تعدد الاستخدامات والتطبيقات:
-
إن تقنية الرش الرذاذ هي تقنية مجربة يمكنها ترسيب أغشية رقيقة من مجموعة واسعة من المواد على ركائز متنوعة. هذا التنوع يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات، بدءًا من إنشاء طلاءات عاكسة للمرايا ومواد التغليف إلى تصنيع أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة. وهذه العملية قابلة للتكرار وقابلة للتطوير، حيث تستوعب كلاً من الأبحاث على نطاق صغير والإنتاج الصناعي على نطاق واسع.التطور التاريخي والتكنولوجي:
يعود مفهوم الاخرق إلى أوائل القرن التاسع عشر، مع حدوث تطور كبير في القرن العشرين. وقد تم إصدار أكثر من 45,000 براءة اختراع أمريكية تتعلق بالتأثير الاخرق، مما يعكس استخدامه على نطاق واسع والابتكار المستمر في علم المواد. وقد تطورت العملية للتعامل مع المواد ذات نقاط الانصهار العالية ويمكن إجراؤها في كل من التكوينات من الأسفل إلى الأعلى ومن الأعلى إلى الأسفل، اعتمادًا على المتطلبات المحددة للتطبيق.
