Kas yra plonasluoksnis garintuvas?

Plonosios plėvelės garintuvas yra mašina, naudojama plonai plėvelei sukurti. Garindamas arba sublimuodamas įvairius elementus, plonasluoksnis garintuvas gali nusodinti itin plonus atomų ar molekulių sluoksnius ant substrato medžiagos. Mašina susideda iš vakuuminės kameros, kaitinimo elemento ir aparato, kuris laiko ir judina substratą, o ant jo nusodinama plona plėvelė.

Yra du pagrindiniai garinimo tipai, kuriuos galima naudoti kuriant ploną plėvelę. Tai varžinis garavimas ir elektronų pluošto garavimas. Taikant abu šiuos metodus, tikslinė medžiaga kaitinama plonos plėvelės garintuve, kol ji išgaruoja arba sublimuoja. Kaip dujos, tikslinė medžiaga juda per vakuuminę kamerą, kol nusileidžia ant pagrindo ir sudaro ploną plėvelę. Abu šie metodai reikalauja, kad tikslinės medžiagos būtų tokios pat stabilios kaip dujos.

Atliekant varžinį garavimą, elektros srovė praeina per tikslinę medžiagą, kuri įkaista, kai į ją įjungiama energija. Esant pakankamai šilumos, tikslinė medžiaga išgaruoja arba sublimuojasi. Auksas ir aliuminis yra įprastos tikslinės medžiagos, kurios gali būti išgarintos metalinių vielų, vadinamų gijų, pavidalu. Tikslines medžiagas gijų pavidalu sunku įkelti į garintuvą ir jas galima apdoroti tik nedideliais kiekiais. Plonos plėvelės garintuve taip pat gali būti naudojami ploni tikslinės medžiagos lakštai, su kuriais dažnai lengviau dirbti ir išgarinus gaunama daugiau medžiagos.

Kai kurios tikslinės medžiagos yra netinkamos varžiniam garinimui, nes proceso metu gali išsiskirti dideles kietųjų medžiagų dalis. Jei šios kietosios dalelės susidurs su plona plėvele, susidariusia ant pagrindo, jos gali ją sugadinti. Norint išgarinti šias medžiagas, reikia naudoti uždarą šildymo šaltinį, kuris leidžia dujinei medžiagos formai išeiti pro mažas skylutes, o šildymo kameroje sulaiko kietųjų medžiagų dalis.

Elektronų pluošto garavimas šildo tikslinę medžiagą, nukreipdamas į ją didelės energijos elektronų spindulį. Šio tipo plonasluoksniuose garintuvuose tikslinė medžiaga laikoma vėsinamame židinyje, kol ji bombarduojama elektronais ir kaitinama. Šis procesas yra naudingas tikslinėms medžiagoms, kurių garavimo temperatūra yra labai aukšta, nes sutelktas energijos pluoštas gali šildyti tikslinę medžiagą nekaitindamas viso aparato. Talpykla, kurioje yra tikslinė medžiaga, nėra veikiama didelio karščio, todėl proceso metu ji netirpsta ir neišgaruoja. Šio tipo plonasluoksniam garinimui reikalinga speciali įranga ir tai gali būti gana brangi.