Τι είναι το Plasma Sputtering;

Η εκτόξευση πλάσματος είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία λεπτών μεμβρανών από διάφορες ουσίες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτόξευσης πλάσματος, ένα υλικό στόχος, με τη μορφή αερίου, απελευθερώνεται σε ένα θάλαμο κενού και εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο υψηλής έντασης. Αυτό το πεδίο ιονίζει τα άτομα δίνοντάς τους αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Μόλις τα σωματίδια ιονιστούν, προσγειώνονται σε ένα υλικό υποστρώματος και ευθυγραμμίζονται, σχηματίζοντας μια μεμβράνη αρκετά λεπτή ώστε να έχει πάχος από μερικές έως μερικές εκατοντάδες σωματίδια. Αυτές οι λεπτές μεμβράνες χρησιμοποιούνται σε μια σειρά διαφορετικών βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών, ηλεκτρονικών και τεχνολογίας ηλιακής ενέργειας.

Κατά τη διαδικασία εκτόξευσης πλάσματος, ένα φύλλο υποστρώματος τοποθετείται σε θάλαμο κενού. Αυτό το υπόστρωμα μπορεί να αποτελείται από οποιοδήποτε από διάφορα υλικά, όπως μέταλλο, ακρυλικό, γυαλί ή πλαστικό. Ο τύπος του υποστρώματος επιλέγεται με βάση την προβλεπόμενη χρήση της λεπτής μεμβράνης.

Η εκτόξευση πλάσματος πρέπει να γίνεται σε θάλαμο κενού. Η παρουσία αέρα κατά τη διαδικασία εκτόξευσης πλάσματος θα καθιστούσε αδύνατη την εναπόθεση ενός φιλμ ενός μόνο τύπου σωματιδίου σε ένα υπόστρωμα, καθώς ο αέρας περιέχει πολλούς διαφορετικούς τύπους σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένου του αζώτου, του οξυγόνου και του άνθρακα. Αφού τοποθετηθεί το υπόστρωμα στον θάλαμο, ο αέρας αναρροφάται συνεχώς. Μόλις φύγει ο αέρας στον θάλαμο, το υλικό στόχος απελευθερώνεται στον θάλαμο με τη μορφή αερίου.

Μόνο τα σωματίδια που είναι σταθερά σε αέρια μορφή μπορούν να μετατραπούν σε λεπτή μεμβράνη με τη χρήση ψεκασμού πλάσματος. Οι λεπτές μεμβράνες που αποτελούνται από ένα μόνο μεταλλικό στοιχείο, όπως αλουμίνιο, ασήμι, χρώμιο, χρυσός, πλατίνα ή ένα κράμα από αυτά, δημιουργούνται συνήθως χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Αν και υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι λεπτών μεμβρανών, η διαδικασία εκτόξευσης πλάσματος ταιριάζει καλύτερα σε αυτούς τους τύπους σωματιδίων. Μόλις τα σωματίδια εισέλθουν στον θάλαμο κενού, πρέπει να ιονιστούν πριν καθιζάνουν σε ένα υλικό υποστρώματος.

Ισχυροί μαγνήτες χρησιμοποιούνται για τον ιονισμό του υλικού στόχου, μετατρέποντάς το σε πλάσμα. Καθώς τα σωματίδια του υλικού στόχου πλησιάζουν το μαγνητικό πεδίο, παίρνουν επιπλέον ηλεκτρόνια, τα οποία τους δίνουν αρνητικό φορτίο. Το υλικό-στόχος, με τη μορφή πλάσματος, στη συνέχεια πέφτει στο υπόστρωμα. Μετακινώντας το φύλλο του υποστρώματος γύρω, το μηχάνημα μπορεί να πιάσει τα σωματίδια του πλάσματος και να τα κάνει να ευθυγραμμιστούν. Οι λεπτές μεμβράνες μπορεί να χρειαστούν έως και μερικές ημέρες για να σχηματιστούν, ανάλογα με το επιθυμητό πάχος της μεμβράνης και τον τύπο του υλικού-στόχου.