Hvad er en sprutemaskine?
En sputtermaskine er normalt et lille, forseglet kammer, hvor energiske partikler, såsom elektroner, bombarderer et kildemateriale, der skubber ud atomer fra overfladen. Disse atomer spretter derefter ud af kammervæggene og belægger en prøvegenstand inde i kammeret. Scanningselektronmikroskoper (SEM'er), der er afhængige af den elektriske ledningsevne for prøver for at se funktioner i nanometer skala, er ofte afhængige af en sputtermaskine til at belægge biologiske prøver med et tyndt lag platin først til visning. Andre anvendelser til sputtermaskinteknologi inkluderer belægning af tynde film i afsætningsprocessen for halvlederindustrien og til at etse et overfladelag væk fra et materiale for at bestemme dets kemiske sammensætning.
Selvom maskinerne, som en sputtermaskine forbereder en prøve på, kan være meget komplekse og dyre, behøver ikke sputteringsudstyr at være det. Sputtermaskiner kan være relativt enkle enheder, der arbejder efter etablerede fysiske principper, og mangler ofte bevægelige dele eller behovet for kompleks vedligeholdelse. De varierer i størrelse fra små bordpladeenheder til store gulvmodeller.
Fysisk dampaflejring er en rutinemetode, der anvendes til design af sprutemaskiner. Aflejringsmaterialet omdannes til en damp i et sputterkammer under lavt tryk, normalt et delvist vakuum. Dampen kondenseres på underlagsmaterialet i kammeret til dannelse af en tynd film. Denne film kan kun være flere lag med atomer eller molekyler tyk og vil blive tykkere i direkte forhold til hvor længe sputteringsprocessen fortsættes. Andre faktorer i tynd filmtykkelse inkluderer massen af hvert involveret materiale og energiniveauet for belægningspartiklerne, som kan lades fra snesevis af elektronvolt op til tusinder.
Opladede atomer kendt som ioner bruges også af en sputtermaskine i en proces, der kaldes potentiel sputtering. Sputtermaterialet får en ionisk ladning, som det derefter mister, når det påvirker måloverfladen. Relateret til denne proces er reaktiv ion ætsning (RIE), der anvender naturligt ioniske materialer i forskning med sekundær ionmassespektrometer (SIMS), til at analysere tilstedeværelsen af sporstoffer i materialer. Statisk SIMS-behandling vil sputre til en så fin hastighed, at kun en tiendedel af et atomisk monolag fjernes fra måloverfladen. Det er derfor et andet nyttigt værktøj i nanoteknologiforskning, ligesom sputtermaskinen til SEM.
Andre anvendelser til en sputtermaskine inkluderer belægning af fladt glas, akryl og anden plast samt keramik og andre krystaller end silicium. De kan også bruges som en meget fin metode til rengøring og polering af sarte komponenter. Dyre smykker og service, såsom guldbestik, kan også gennemgå en skodderaflejring, ligesom specialiserede guld- og aluminiumsfilmer også kan.