التبخر الحراري هو تقنية ترسيب بخار فيزيائي (PVD) تتضمن تسخين مادة إلى نقطة تبخرها في بيئة عالية التفريغ. وتتميز هذه الطريقة ببساطتها واستهلاكها المنخفض للطاقة وطبيعتها اللطيفة، حيث تنتج طاقات جسيمات مبخرة تبلغ حوالي 0.12 إي فولت أو 1500 كلفن. وتستخدم هذه العملية على نطاق واسع في كل من المختبرات والإعدادات الصناعية لترسيب الأغشية الرقيقة على الركائز.
تفاصيل العملية:
-
تسخين المادة: تبدأ العملية بتسخين المادة المستهدفة، عادةً باستخدام التسخين المقاوم في مصدر تبخير، حتى تصل إلى نقطة الغليان وتبدأ في التبخر. ويتم هذا التسخين في غرفة مفرغة من الهواء بضغط أقل من 10^-5 تورر، مما يضمن انتقال البخار دون تفاعل أو تشتت مع الذرات الأخرى.
-
انتقال البخار: بمجرد التبخير، تشكل المادة سحابة بخار يتم نقلها عبر غرفة التفريغ. وتعد بيئة التفريغ ضرورية لأنها تسمح للبخار بالتحرك بحرية ومباشرة نحو الركيزة دون أي تداخل من الغازات الجوية.
-
الترسيب على الركيزة: تصل المادة المتبخرة بعد ذلك إلى الركيزة، حيث تتكثف وتشكل طبقة رقيقة. ويمكن تكرار هذا الترسيب عدة مرات لنمو الطبقة الرقيقة وتنويتها إلى السُمك والجودة المطلوبين.
-
تعدد الاستخدامات: التبخير الحراري قادر على ترسيب مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن مثل الألومنيوم والفضة والنيكل والكروم والمغنيسيوم، مما يجعلها طريقة متعددة الاستخدامات لمختلف التطبيقات.
المزايا:
- البساطة: العملية مباشرة وسهلة التحكم، وتتطلب الحد الأدنى من المعدات والإعداد.
- السرعة: تسمح بترسيب سريع نسبيًا للأغشية الرقيقة، وهو أمر مفيد لكل من بيئات البحث والإنتاج.
- الطبيعة اللطيفة: الطاقة المنخفضة للجسيمات المتبخرة تقلل من الأضرار التي تلحق بالركيزة وتضمن ترسيب غشاء عالي الجودة.
التطبيقات:
يُستخدم التبخير الحراري على نطاق واسع في تصنيع الأجهزة الإلكترونية والطلاءات البصرية ومختلف التطبيقات الصناعية الأخرى التي تتطلب ترسيباً دقيقاً وموحداً للأغشية الرقيقة. إن قدرته على ترسيب مجموعة متنوعة من المواد يجعله الخيار المفضل في العديد من المجالات التكنولوجية.
