真空蒸鍍,也被稱為真空蒸發(fā)鍍膜,是一種重要的薄膜制備技術(shù)。其基本原理是在高真空環(huán)境中,將鍍料加熱至氣化,使其原子或分子以蒸氣的形式逸出,并沉積在基片表面,最終凝結(jié)成固態(tài)薄膜。這一技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,涵蓋了電子、光學(xué)、材料科學(xué)等多個高科技和工業(yè)領(lǐng)域。
真空蒸鍍的物理過程
真空蒸鍍的物理過程主要包括以下幾個步驟:
沉積材料蒸發(fā)或升華為氣態(tài)粒子:
氣態(tài)粒子快速從蒸發(fā)源向基片表面輸送:
氣態(tài)粒子附著在基片表面形核、長大成固體薄膜:
薄膜原子重構(gòu)或產(chǎn)生化學(xué)鍵合:
真空蒸鍍的關(guān)鍵參數(shù)
真空蒸鍍過程中,需要對多個關(guān)鍵參數(shù)進行精確控制,以確保所制備薄膜的均勻性、純度和附著力:
真空度:高真空環(huán)境是真空蒸鍍的基礎(chǔ),要求氣體壓強達到10^-2 Pa以下,以減少氣體分子的碰撞干擾。
蒸發(fā)源溫度:蒸發(fā)源溫度決定了膜料的蒸發(fā)速率和蒸氣壓,進而影響薄膜的厚度和均勻性。
蒸發(fā)速率:蒸發(fā)速率與膜料的蒸發(fā)特性、蒸發(fā)源溫度以及真空度等因素密切相關(guān),需要精確控制以確保薄膜的質(zhì)量。
基片溫度:基片溫度對薄膜的沉積過程、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和附著力等具有重要影響。適當?shù)念A(yù)熱處理可以增強薄膜與基片之間的附著力。
真空蒸鍍的加熱方式與應(yīng)用
電阻加熱:適用于大多數(shù)金屬和合金膜料的蒸發(fā)。
電子束加熱:具有高效能和高精度,適用于低蒸氣壓物質(zhì)的蒸發(fā),如高熔點金屬和化合物。
激光加熱:能夠?qū)崿F(xiàn)局部快速加熱,適用于對溫度敏感的材料和復(fù)雜形狀的基片。

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