Kas ir līdzstrāvas magnetrona izsmidzināšana?

Līdzstrāvas magnetrona izsmidzināšana ir viens no vairākiem izsmidzināšanas veidiem, kas ir viena materiāla plānu kārtiņu fiziska tvaiku pārklāšana uz cita materiāla. Visizplatītākās 2011. gadā izmantotās izsmidzināšanas metodes ir jonu staru izsmidzināšana, diožu izsmidzināšana un līdzstrāvas magnetrona izsmidzināšana. Uzputināšanai ir plašs zinātnisko un rūpniecisko lietojumu klāsts, un tas ir viens no visstraujāk augošajiem ražošanas procesiem, ko izmanto mūsdienu ražošanā.

Ļoti vienkārši izsmidzināšana notiek vakuuma kamerā, kur viela tiek bombardēta ar jonizētām gāzes molekulām, kas izspiež atomus no vielas. Šie atomi aizlido un ietriecas mērķa materiālā, ko sauc par substrātu, un savienojas ar to atomu līmenī, izveidojot ļoti plānu plēvi. Šī izsmidzināšana tiek veikta atomu līmenī, tāpēc plēvei un substrātam ir praktiski nesalaužama saite, un process rada viendabīgu, īpaši plānu un rentablu plēvi.

Magnetroni tiek izmantoti izsmidzināšanas procesā, lai palīdzētu kontrolēt pārvietoto atomu ceļu, kas nejauši lido ap vakuuma kameru. Kamera ir piepildīta ar zema spiediena gāzi, bieži argonu, un aiz pārklājuma materiāla mērķa ir novietoti vairāki augstsprieguma magnetronu katodi. Augstspriegums plūst no magnetroniem pāri gāzei un rada augstas enerģijas plazmu, kas atduras pret pārklājuma materiāla mērķi. Šo plazmas jonu triecienu radītais spēks izraisa atomu izmešanu no pārklājuma materiāla un sasaisti ar substrātu.

Atomi, kas tiek izmesti izsmidzināšanas procesā, parasti izlido cauri kamerai nejaušā veidā. Magnetroni rada augstas enerģijas magnētiskos laukus, kurus var novietot un manipulēt, lai savāktu un saturētu radīto plazmu ap substrātu. Tas liek izmestajiem atomiem ceļot paredzamus ceļus uz substrātu. Kontrolējot atomu ceļu, var arī paredzēt un kontrolēt plēves nogulsnēšanās ātrumu un biezumu.

Līdzstrāvas magnetrona izsmidzināšanas izmantošana ļauj inženieriem un zinātniekiem aprēķināt laiku un procesus, kas nepieciešami, lai iegūtu noteiktas filmas kvalitātes. To sauc par procesa kontroli, un tas ļauj rūpniecībā izmantot šo tehnoloģiju masveida ražošanas operācijās. Piemēram, izsmidzināšanu izmanto, lai izveidotu pārklājumus optiskajām lēcām, ko izmanto tādos priekšmetos kā binokļi, teleskopi un infrasarkanās un nakts redzamības iekārtas. Datoru nozarē tiek izmantoti kompaktdiski un DVD, kas ražoti, izmantojot izsmidzināšanas procesus, un pusvadītāju rūpniecība izmanto izsmidzināšanu, lai pārklātu daudzu veidu mikroshēmas un plāksnes.

Mūsdienu augstas efektivitātes izolētos logos tiek izmantots stikls, kas pārklāts, izmantojot izsmidzināšanu, un daudzi aparatūras, rotaļlietu un dekoratīvie priekšmeti tiek ražoti, izmantojot šo procesu. Citas nozares, kas izmanto izsmidzināšanu, ietver kosmosa, aizsardzības un automobiļu rūpniecību, medicīnas, enerģētikas, apgaismojuma un stikla rūpniecību un daudzas citas. Neskatoties uz jau tā plašo pielietojumu, nozare turpina atrast jaunus līdzstrāvas magnetronu izsmidzināšanas pielietojumus.