Vad är en sputtering maskin?
En förstoftningsmaskin är vanligtvis en liten, tätad kammare där energiska partiklar som elektroner bombarderar ett källmaterial som matar ut atomer från ytan. Dessa atomer studsar sedan ut från kammarväggarna och täcker ett provobjekt inuti kammaren. Skanningselektronmikroskop (SEM), som förlitar sig på elektriska ledningsförmågor för prover för att se funktioner i en nanometerskala, förlitar sig ofta på en sputtermaskin för att belägga biologiska prover med ett tunt lager platina först för visning. Andra användningar för sputtering maskinteknologi inkluderar beläggning av tunna filmer i avsättningsprocessen för halvledarindustrin och att etsa ett ytlager bort från ett material för att bestämma dess kemiska sammansättning.
Även om maskinerna för vilka en sputtermaskin förbereder ett prov kan vara väldigt komplexa och dyra, behöver inte förstoftningsutrustningen vara det. Sputtermaskiner kan vara relativt enkla enheter som arbetar med etablerade fysiska principer och saknar ofta rörliga delar eller behovet av komplicerat underhåll. De varierar i storlek från små bordsskivor till stora golvmodeller.
Fysisk ångavsättning är en rutinmässig metod som används vid konstruktion av sputtermaskiner. Avlagringsmaterialet omvandlas till en ånga i en sputterkammare under lågt tryck, vanligtvis ett partiellt vakuum. Ångan kondenseras på substratmaterialet i kammaren för att bilda en tunn film. Denna film kan endast vara flera lager av atomer eller molekyler tjocka och kommer att tjockna i direkt proportion till hur länge sputtering processen fortsätter. Andra faktorer i tunnfilmtjocklek inkluderar massan för varje involverat material och energinivån för beläggningspartiklarna, som kan laddas från tiotals elektronvolter på upp till tusentals.
Laddade atomer kända som joner används också av en sputtermaskin i en process som kallas potentiell sputtering. Sputtermaterialet ges en jonladdning som det sedan förlorar när det påverkar målytan. Relaterat till denna process är reaktiv jonetsning (RIE), som använder naturligt joniska material i SIMS-forskning (Secondary ion Mass Spectrometery) för att analysera närvaron av spårelement i material. Statisk SIMS-bearbetning kommer att sputtera till en så fin hastighet att endast en tiondel av ett atomiskt monolager kommer att tas bort från målytan. Det är därför ett annat användbart verktyg inom nanoteknologiforskning, liksom sputtermaskinen för SEM.
Andra användningar för en förstoftningsmaskin inkluderar beläggning av platt glas, akryl och annan plast samt keramik och kristaller andra än kisel. De kan också användas som en mycket fin metod för rengöring och polering av känsliga komponenter. Dyra smycken och porslin, som guldbestick, kan också genomgå en förstövningsavlagring, liksom specialiserade guld- och aluminiumfilmer.