Die Geschwindigkeit der Elektronenstrahlverdampfung kann in Abhängigkeit von mehreren Faktoren variieren. Nach den angegebenen Referenzen kann die Abscheidungsrate der Elektronenstrahlverdampfung zwischen 0,1 μm/min und 100 μm/min liegen. Dies ist im Vergleich zu anderen Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) eine hohe Abscheidungsrate.
Bei der Elektronenstrahlverdampfung wird ein intensiver Elektronenstrahl von einem Glühfaden erzeugt und in einer Vakuumumgebung auf das Ausgangsmaterial gerichtet. Die Energie des Elektronenstrahls wird auf das Ausgangsmaterial übertragen, so dass dessen Oberflächenatome genügend Energie haben, um die Oberfläche zu verlassen und die Vakuumkammer zu durchqueren. Diese Atome beschichten dann ein Substrat, das sich über dem verdampfenden Material befindet.
Die durchschnittlichen Arbeitsabstände für die Elektronenstrahlverdampfung liegen in der Regel zwischen 300 mm und 1 Meter. Die Technik wurde im Laufe der Zeit weiterentwickelt, um die Effizienz zu verbessern und Probleme wie Kurzschlüsse zu vermeiden, die durch die Ablagerung von verdampftem Material auf Glühfadenisolatoren entstehen.
Die Elektronenstrahlverdampfung eignet sich besonders für Materialien mit hohem Schmelzpunkt, wie Metalle wie Wolfram und Tantal. Der Elektronenstrahl kann das Ausgangsmaterial auf Temperaturen um 3000 °C erhitzen, wodurch es verdampft oder sublimiert. Der Prozess ist hochgradig lokalisiert und findet am Punkt des Strahlbeschusses auf der Oberfläche der Quelle statt, wodurch die Verunreinigung durch den Tiegel minimiert wird.
Die Zugabe eines Partialdrucks von reaktivem Gas, wie Sauerstoff oder Stickstoff, während des Verdampfungsprozesses ermöglicht die reaktive Abscheidung nichtmetallischer Schichten. Dies bedeutet, dass die Elektronenstrahlverdampfung auch zur Beschichtung von Substraten mit Materialien verwendet werden kann, die mit dem eingeleiteten Gas reagieren.
Insgesamt ist die Elektronenstrahlverdampfung eine bewährte Abscheidungstechnologie, die hohe Abscheideraten, eine hohe Materialausnutzung und die Fähigkeit zur Abscheidung dichter und hochreiner Schichten bietet.
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