Hva er en tynn filmfordamper?

En tynnfilmfordamper er en maskin som brukes til å lage tynn film. Ved å fordampe eller sublimere forskjellige elementer, kan en tynnfilmsfordamper avsette ekstremt tynne lag med atomer eller molekyler på et substratmateriale. Maskinen består av et vakuumkammer, et varmeelement og et apparat som holder og beveger et underlag mens en tynn film er avsatt på den.

Det er to primære typer fordampning som kan brukes til å lage en tynn film. Dette er resistiv fordampning og elektronstrålefordamping. I begge disse teknikkene blir et målmateriale oppvarmet i en tynnfilmfordamper til det enten fordamper eller sublimerer. Som en gass beveger målmaterialet seg gjennom et vakuumkammer til det lander på et underlag og danner en tynn film. Begge disse teknikkene krever at målmaterialene er like stabile som en gass.

Ved motstandsfordamping føres en elektrisk strøm gjennom et målmateriale, som blir varmt når det blir strøm. Med nok varme fordamper eller sublimerer målmaterialet. Gull og aluminium er vanlige målmaterialer som kan fordampes i form av metalltråder, kalt filamenter. Målstoff i form av filamenter er vanskelig å laste på en fordamper og kan bare bearbeides i små mengder. En tynnfilmfordamper kan også bruke tynne ark av et målmateriale, som ofte er lettere å jobbe med og gi mer materiale når det fordampes.

Noen målmaterialer er uegnet for resistiv fordampning fordi de kan kaste store deler av fast materiale under prosessen. Hvis disse faste stoffene kolliderer med den tynne filmen som dannes på underlaget, kan de ødelegge den. Fordamping av disse materialene krever bruk av en lukket varmekilde som gjør det mulig for gassformen av materialet å rømme gjennom små hull mens fanger deler av fast materiale i varmekammeret.

Fordamping av elektronstråle varmer opp målmaterialet ved å rette en stråle med høyenergi-elektroner mot det. I denne typen tynnfilmfordamper blir målmaterialet holdt i en avkjølt ildsted mens det bombarderes med elektroner og oppvarmes. Denne prosessen er nyttig for målmaterialer med en veldig høy fordampningstemperatur fordi den fokuserte energistrålen kan varme opp målmaterialet uten å varme opp hele apparatet. Beholderen som holder målmaterialet, blir ikke utsatt for ekstrem varme, så den smelter ikke eller fordamper under prosessen. Denne typen tynnfilmfordamping krever spesifikt utstyr og kan være ganske kostbart.