Qu'est-ce qu'un évaporateur à couches minces?

Un évaporateur à film mince est une machine utilisée pour créer un film mince.En évaporant ou en sublimant divers éléments, un évaporateur à couches mince peut déposer des couches extrêmement minces d'atomes ou de molécules sur un matériau de substrat.La machine se compose d'une chambre à vide, d'un élément chauffant et d'un appareil qui tient et déplace un substrat tandis qu'un film mince est déposé dessus.

Il existe deux types d'évaporation principaux qui peuvent être utilisés pour créer un film mince.Ce sont une évaporation résistive et une évaporation du faisceau d'électrons.Dans ces deux techniques, un matériau cible est chauffé dans un évaporateur à film mince jusqu'à ce qu'il s'évapore ou sublime.En tant que gaz, le matériau cible se déplace dans une chambre à vide jusqu'à ce qu'il atterrit sur un substrat et forme un film mince.Ces deux techniques nécessitent que les matériaux cibles soient aussi stables qu'un gaz.

Dans l'évaporation résistive, un courant électrique est passé à travers un matériau cible, qui devient chaud car il est sous tension.Avec suffisamment de chaleur, le matériau cible s'évapore ou sublime.L'or et l'aluminium sont des matériaux cibles courants qui peuvent être évaporés sous forme de fils métalliques, appelés filaments.Les matériaux cibles sous forme de filaments sont difficiles à charger sur un évaporateur et ne peuvent être travaillés qu'en petites quantités.Un évaporateur à couches mince peut également utiliser des feuilles minces d'un matériau cible, qui sont souvent plus faciles à travailler et à produire plus de choses lors de leur évaporation.

Certains matériaux cibles ne conviennent pas à l'évaporation résistive car ils peuvent perdre de grandes sections de matière solide pendant le processus.Si ces solides entrent en collision avec le film mince se formant sur le substrat, ils peuvent le ruiner.L'évaporation de ces matériaux nécessite l'utilisation d'une source de chauffage fermée qui permet à la forme gazeuse du matériau de s'échapper à travers de petits trous tout en piégeant des sections de matière solide dans la chambre de chauffage.

L'évaporation du faisceau d'électrons chauffe le matériau cible en dirigeant un faisceau d'électrons à haute énergie.Dans ce type d'évaporateur à couches minces, le matériau cible est maintenu dans un foyer refroidi pendant qu'il est bombardé d'électrons et chauffé.Ce processus est utile pour les matériaux cibles avec une température d'évaporation très élevée car le faisceau focalisé d'énergie peut chauffer le matériau cible sans chauffer l'ensemble de l'appareil.Le conteneur tenant le matériau cible n'est pas exposé à une chaleur extrême, il ne fait donc pas fondre ou ne s'évapore pas pendant le processus.Ce type d'évaporation à couches minces nécessite un équipement spécifique et peut être assez coûteux.