Vad är en sputteringsmaskin?
En sputteringsmaskin är vanligtvis en liten, förseglad kammare där energiska partiklar som elektroner bombarderar ett källmaterial som matar ut atomer från ytan. Dessa atomer studsar sedan av kammarväggarna och belägger ett provföremål inuti kammaren. Skanning av elektronmikroskop (SEM), som förlitar sig på provernas elektriska konduktivitet för att se funktioner i en nanometerskala, förlitar sig ofta på en sputteringsmaskin för att täcka biologiska prover med ett tunt lager platina först för visning. Andra användningsområden för sputteringsmaskinsteknik inkluderar beläggning av tunna filmer i avsättningsprocessen för halvledarindustrin och för att etsa ett ytlager bort från ett material för att bestämma dess kemiska sammansättning.
Även om maskinerna för vilka en sputteringsmaskin förbereder ett prov kan vara mycket komplicerat och dyrt, är det inte att vara för att vara. Sputteringsmaskiner kan vara relativt enkla enheter som fungerar på etablerade fysiska principer och saknar ofta rörliga delar or behovet av komplex underhåll. De sträcker sig i storlek från små tabelltoppenheter till stora golvmodeller.
Fysisk ångavsättning är en rutinmetod som används i sputteringsmaskindesign. Avlagringsmaterialet omvandlas till en ånga i en sputterkammare under lågt tryck, vanligtvis ett partiellt vakuum. Ångan kondenserar på underlagsmaterialet i kammaren för att bilda en tunn film. Denna film kan bara vara flera lager av atomer eller molekyler tjocka och kommer att tjockna i direkt proportion till hur länge sputteringsprocessen fortsätter. Andra faktorer i tunnfilmtjockleken inkluderar massan för varje involverad material och energinivån för beläggningspartiklarna, som kan laddas från tiotals elektronvolt på upp till tusentals.
Laddade atomer kända som joner används också av en sputteringsmaskin i en process som kallas potentiell sputtering. Sputtermaterialet ges en jonisk laddningsom det sedan förlorar när det påverkar målytan. Relaterat till denna process är reaktiv jonetsning (RIE), som använder naturligt joniska material i sekundärjonmasspektrometery (SIMS) forskning, för att analysera närvaron av spårelement i material. Statiska SIMS -bearbetning kommer att sputtera till en så fin hastighet att endast en tiondel av en atommonolag kommer att avlägsnas från målytan. Det är därför ett annat användbart verktyg inom nanoteknikforskning liksom sputteringsmaskinen för SEM.
Andra användningsområden för en sputteringsmaskin inkluderar beläggning av plattglas, akryl och annan plast, samt andra keramik och kristaller än kisel. De kan också användas som en mycket fin metod för rengöring och polering av känsliga komponenter. Dyra smycken och bordsartiklar som guldbestick kan också genomgå en sputteravlagring, liksom specialiserade guld- och aluminiumfilmer.