Co to jest maszyna do rozpylania?

Maszyna do rozpylania jest zwykle małą, szczelną komorą, w której cząstki energetyczne, takie jak elektrony, bombardują materiał źródłowy, który wyrzuca atomy z powierzchni. Atomy te odbijają się od ścian komory, pokrywając przykładowy przedmiot wewnątrz komory. Skaningowe mikroskopy elektronowe (SEM), które opierają się na przewodności elektrycznej próbek w celu wyświetlenia cech w skali nanometrów, często polegają na maszynie rozpylającej do powlekania próbek biologicznych cienką warstwą platyny w celu obejrzenia. Inne zastosowania technologii maszyn napylających obejmują powlekanie cienkich warstw w procesie osadzania dla przemysłu półprzewodników i wytrawianie warstwy powierzchniowej od materiału w celu ustalenia jego składu chemicznego.

Chociaż maszyny, dla których przygotowuje próbkę urządzenie do rozpylania, mogą być bardzo złożone i drogie, sprzęt do rozpylania nie musi tak być. Maszyny do rozpylania mogą być względnie prostymi urządzeniami działającymi na ustalonych zasadach fizycznych i często brakuje im ruchomych części lub potrzeby kompleksowej konserwacji. Różnią się wielkością od małych urządzeń stołowych po duże modele podłogowe.

Fizyczne osadzanie z fazy gazowej jest jedną z rutynowych metod stosowanych w projektowaniu maszyn rozpylających. Materiał osadzający przekształca się w parę w komorze napylania pod niskim ciśnieniem, zwykle w częściowej próżni. Para skrapla się na materiale podłoża w komorze, tworząc cienki film. Ta folia może mieć tylko kilka warstw atomów lub cząsteczek i będzie gęstnieć w bezpośredniej proporcji do tego, jak długo trwa proces rozpylania. Inne czynniki grubości cienkich warstw obejmują masę każdego z zaangażowanych materiałów i poziom energii cząstek powłoki, które mogą być ładowane od dziesiątek woltów elektronów do tysięcy.

Naładowane atomy znane jako jony są również wykorzystywane przez maszynę do rozpylania w procesie znanym jako rozpylanie potencjalne. Materiał napylany otrzymuje ładunek jonowy, który następnie traci, gdy uderza w powierzchnię docelową. Związany z tym procesem jest trawienie jonów reaktywnych (RIE), które wykorzystuje naturalnie jonowe materiały w badaniach spektrometrii mas jonowych wtórnych (SIMS) do analizy obecności pierwiastków śladowych w materiałach. Statyczne przetwarzanie SIMS będzie rozpylało się z tak drobną prędkością, że tylko jedna dziesiąta atomowej monowarstwy zostanie usunięta z powierzchni docelowej. Jest to zatem kolejne przydatne narzędzie w badaniach nanotechnologicznych, podobnie jak maszyna do rozpylania dla SEM.

Inne zastosowania maszyny napylającej obejmują powlekanie szkła płaskiego, akryli i innych tworzyw sztucznych, a także ceramiki i kryształów innych niż krzem. Można je również stosować jako bardzo dokładną metodę czyszczenia i polerowania delikatnych elementów. Drogie wyroby jubilerskie i zastawa stołowa, takie jak złote sztućce, mogą również podlegać osadzaniu przez napylanie, podobnie jak specjalistyczne folie złote i aluminiowe.