Dunne Film Verdampers Uitgelegd: Werking en Toepassingen

Een dunne film verdamper is een machine die gebruikt wordt om dunne films te creëren. Door verschillende elementen te verdampen of te sublimeren, kan een dunne film verdamper extreem dunne lagen atomen of moleculen op een substrataalmateriaal afscheiden. De machine bestaat uit een vacuümkamer, een verwarmingselement en een apparaat dat een substraat vasthoudt en bewegt terwijl er een dunne film op wordt afgeschieden.

Twee primaire verdampingstechnieken

Er zijn twee primaire typen verdamping die gebruikt kunnen worden om een dunne film te creëren: weerstandsverdamping en elektronenbundelverdamping. In beide technieken wordt een doelmateriaal in een dunne film verdamper verwarmd tot het verdampt of sublimeert. Als gas beweegt het doelmateriaal door een vacuümkamer totdat het op een substraat landet en een dunne film vormt. Beide technieken vereisen dat de doelmaterialen zo stabiel zijn als gas.

Weerstandsverdamping

Bij weerstandsverdamping wordt een elektrische stroom door een doelmateriaal geleid, dat heet wordt doordat het geenergiseerd wordt. Met voldoende warmte verdampt of sublimeert het doelmateriaal. Goud en aluminium zijn veelvoorkomende doelmaterialen die in de vorm van metalen draden, genaamd filamenten, verdampt kunnen worden. Doelmaterialen in de vorm van filamenten zijn moeilijk op een verdamper te laden en kunnen alleen in kleine hoeveelheden verwerkt worden. Een dunne film verdamper kan ook dunne bladen van een doelmateriaal gebruiken, die vaak makkelijker te verwerken zijn en meer materie opleveren bij verdamping.

Sommige doelmaterialen zijn ongeschikt voor weerstandsverdamping omdat ze grote secties vast materiaal kunnen afstoten tijdens het proces. Als deze vaststoffen botsen met de dunne film die op het substraat vormt, kunnen ze het bederven. Het verdampen van deze materialen vereist het gebruik van een gesloten verwarmingsbron die de gasvormige vorm van het materiaal laat ontsnappen door kleine gaten, terwijl vaste deeltjes in de verwarmingskamer gevangen blijven.

Elektronenbundelverdamping

Elektronenbundelverdamping verhit het doelmateriaal door een bundel hoog-energetische elektronen erop te richten. In dit type dunne film verdamper wordt het doelmateriaal in een gekoelde hearth gehouden terwijl het met elektronen bewerkt en verwarmd wordt. Dit proces is nuttig voor doelmaterialen met een zeer hoge verdampingstemperatuur, omdat de gefocusseerde energiebundel het doelmateriaal kan verwarmen zonder het hele apparaat te verwarmen. De container die het doelmateriaal bevat, wordt niet blootgesteld aan extreme hitte, zodat het niet smelt of verdampt tijdens het proces. Dit type dunne film verdamping vereist specifieke apparatuur en kan tamelijk kostbaar zijn.