التبخير الحراري للذهب هو عملية تُستخدم لترسيب طبقة رقيقة من الذهب على الركيزة. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تسخين الذهب في غرفة تفريغ الهواء حتى يصل إلى درجة حرارة تكون فيها ذرات الذهب لديها طاقة كافية لمغادرة السطح والتبخر، ومن ثم طلاء الركيزة.
ملخص الإجابة:
ينطوي التبخير الحراري للذهب على تسخين كريات الذهب في غرفة تفريغ باستخدام قارب أو ملف مقاومة. ومع زيادة التيار، يذوب الذهب ويتبخر، ويغلف الركيزة الموضوعة فوقه. هذه العملية ضرورية لترسيب أغشية الذهب الرقيقة المستخدمة في التطبيقات الإلكترونية المختلفة.
-
الشرح التفصيلي:
- إعداد العملية:
- تبدأ العملية بوضع كريات الذهب في "دمل" على شريط معدني عريض، يُعرف باسم قارب المقاومة أو الملف، داخل غرفة مفرغة من الهواء.
-
وتعد بيئة التفريغ ضرورية لأنها تقلل من وجود غازات أخرى يمكن أن تتداخل مع عملية التبخير.
- آلية التسخين:
- يتم تمرير التيار عبر الشريط المعدني الذي يسخن بسبب المقاومة. تتركز الحرارة المتولدة في المنطقة التي توضع فيها كريات الذهب.
-
وكلما زاد التيار، ترتفع درجة الحرارة حتى تصل إلى درجة انصهار الذهب (1064 درجة مئوية)، ثم ترتفع إلى درجة حرارة التبخر (حوالي 950 درجة مئوية في ظروف التفريغ).
- التبخر والترسيب:
- بمجرد أن يصل الذهب إلى درجة حرارة التبخر، تكتسب الذرات طاقة كافية للتغلب على قوى الربط السطحية وتتبخر في الفراغ.
-
وتنتقل ذرات الذهب المتبخرة في خطوط مستقيمة وتتكثف على الركيزة المبردة الموضوعة فوق المصدر، مكونة طبقة رقيقة.
- التطبيقات:
- تُستخدم أغشية الذهب الرقيقة المودعة بواسطة التبخير الحراري في تطبيقات مختلفة بما في ذلك الملامسات الكهربائية، وشبكات OLED، والخلايا الشمسية، وترانزستورات الأغشية الرقيقة.
-
كما يمكن تكييف هذه العملية للترسيب المشترك لمواد متعددة من خلال التحكم في درجة حرارة البوتقات المنفصلة، مما يسمح بتركيبات أغشية أكثر تعقيدًا.
- المزايا والمقارنات:
- التبخير الحراري فعال بشكل خاص لمواد مثل الذهب التي لها درجات انصهار عالية ويصعب تبخيرها باستخدام طرق أخرى.
ومقارنةً بتقنيات الترسيب الأخرى مثل التبخير بالرش، يمكن أن يحقق التبخير الحراري معدلات ترسيب أعلى وهو أكثر وضوحًا من حيث المعدات والإعداد.
هذه العملية التفصيلية للتبخير الحراري للذهب ضرورية في مجال الإلكترونيات وعلوم المواد، مما يتيح ترسيب دقيق وفعال لأغشية الذهب لمختلف التطبيقات التكنولوجية.
