Die Vakuumverdampfung ist ein Verfahren, bei dem Materialien erhitzt werden, um dünne Filme oder Beschichtungen auf verschiedenen Substraten zu bilden. Dieser Prozess findet in einer Vakuumumgebung statt, um Verunreinigungen zu vermeiden und sicherzustellen, dass nur das gewünschte Material die dünne Schicht bildet.
7 wichtige Punkte erklärt: Welche Materialien werden bei der Vakuumverdampfung verwendet?
1. Definition und Zweck von Aufdampfmaterialien
Aufdampfmaterialien sind Stoffe, die zur Bildung dünner Filme oder Beschichtungen auf Oberflächen durch den Prozess des Aufdampfens verwendet werden.
Diese Materialien werden auf hohe Temperaturen erhitzt, bis sie verdampfen. Das verdampfte Material kondensiert dann auf dem Substrat und bildet einen dünnen Film.
2. Verdunstungsboote
Verdampfungsboote sind wichtige Materialien für die thermische Verdampfung. Sie werden häufig aus Wolfram, Molybdän und Tantal hergestellt.
Diese Boote enthalten Rohmaterialien wie BN, TiB2 und AlN-Pulver. Zu den Variationen gehören 3-Komponenten-Boote und 2-Komponenten-Boote.
3. Korb-Heizungen
Bei Korbheizern kann das Verdampfungsmaterial ohne Tiegel direkt in den Korb gegeben werden.
Die Wahl der Verdampfungsquelle wird durch das zu beschichtende Substrat bestimmt, so dass eine Übereinstimmung zwischen Quelle und Substrat gewährleistet ist.
4. Vakuum-Verdampfungsprozess
Die Vakuumverdampfung erfolgt in einem Gasdruckbereich von 10-5 bis 10-9 Torr, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Das verdampfte Material muss eine Temperatur erreichen, bei der sein Dampfdruck 10 mTorr oder mehr beträgt, um eine nennenswerte Abscheidungsrate zu erzielen.
Typische Verdampfungsquellen sind widerstandsbeheizte Litzen, Boote oder Tiegel sowie hochenergetische Elektronenstrahlen.
5. Indirekte Erwärmung
Einige Materialien neigen zur Erosion, wenn sie direkt hohen Temperaturen ausgesetzt werden, so dass eine indirekte Erwärmung erforderlich ist.
Aus hitzebeständigen und stabilen Materialien wie Aluminiumoxid, Yttriumoxid oder Zirkoniumdioxid werden Tiegel für die indirekte Beheizung hergestellt.
6. Materialien für die thermische Verdampfung
Für die Vakuumverdampfung kann eine breite Palette von Materialien verwendet werden, darunter Gold, Silber, Titan, Siliziumdioxid, Wolfram, Kupfer und verschiedene Legierungen.
Die Auswahl dieser Materialien richtet sich nach ihrer Kompatibilität mit dem Substrat und den gewünschten Schichteigenschaften.
7. Historischer Kontext
Die Erforschung der thermischen Verdampfung im Vakuum begann im späten 19. Jahrhundert, mit frühen Beiträgen von Wissenschaftlern wie H. Hertz und S. Stefan.
Thomas Edison meldete ein Patent für die Vakuumverdampfung und die Filmabscheidung an, obwohl sein Verfahren nicht die Verdampfung geschmolzener Materialien beinhaltete.
Wenn man diese wichtigen Punkte versteht, kann der Käufer von Laborgeräten fundierte Entscheidungen über die Auswahl und Verwendung von Verdampfungsmaterialien in Vakuumverdampfungsprozessen treffen und so die besten Ergebnisse für seine spezifischen Anwendungen erzielen.
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