رسوب فیزیکی بخار

رسوب فیزیکی بخار

تعداد بازدید: 7301
چهارشنبه 03 دي 1393

رسوب فیزیکی بخار

روش رسوب فیزیکی بخار (Physical Vapor Deposition) بیشتر برای تولید فیلم ‌های نازک استفاده می ‌شود. فیلم نازک اغلب برای پوشش‌ های با ضخامت کمتر از 100nm استفاده می ‌شود. اخیرا از این روش برای تولید نانوذرات نیز استفاده شده است. در این روش ماده مورد نظر تبخیر شده و روی زیرپایه نشانده می‌ شود.

نشست فیلم‌ ها و پوشش ‌های مختلف یعنی تبخیر اتم‌ ها، مولکول ها و یا خوشه‌ های اتمی ترکیبات مورد نظر از سطح با استفاده از روش ‌های مختلف تبخیر و نشاندن آن‌ ها روی زیرپایه. منبع اتم‌ ها و مولکول‌ ها می ‌تواند به‌صورت گازی، مایع و یا جامد باشد. تبخیر اتم‌ ها و مولکول ‌ها از هدف به وسیله منابع حرارتی انجام می ‌شود برای این منظور باید ماده اولیه تا رسیدن به فشار بخار مشخصی حرارت داده شوند. همچنین می‌ توان از باریکه‌ های پر انرژی مانند الکترون‌ ها و فوتون‌ ها برای تبخیر مواد اولیه استفاده کرد. روش PVD با روش CVD متفاوت است. روش رسوب فیزیکی بخار این روش بر پایه واکنش‌ های فیزیکی است و در این روش با استفاده از منابع بخار و یا مایع، اتم ‌ها و مولکول‌ های واکنش ‌دهنده را به‌ وجود می ‌آورند.

اتم‌ های تولید شده از منبع به سمت زیرپایه حرکت می‌ کنند. انتقال آن‌ ها به سطح زیرپایه، به فشار درونی محفظه رسوب دهی بستگی دارد. میانگین پویش آزاد به معنی میانگین فاصله ‌ای است که اتم ‌ها و یا مولکول‌ ها قبل از برخورد به اتم یا مولکول گازی دیگر، طی می ‌کنند. این فاصله با سطح مقطع برخورد اتمی و غلظت مولکول‌ های گاز رابطه عکس دارد. بنابراین میانگین پویش آزاد با فشار رابطه عکس دارد. اگر فاصله بین منبع و زیرپایه L باشد، مقدار عدد کونادسن (Kn=l/L) نحوه انجام واکنش‌ ها را در حین فرآیند نشان می ‌دهد:

- اگر Kn<0.01 باشد، فرآیند رسوب به آرامی انجام می ‌شود.

- اگر Kn<1 سرعت رسوب مطلوب بوده و فرآیند رسوب به ‌راحتی انجام می‌ شود.

Kn>1 اگر -، اتم‌ ها و مولکول ‌های گازی، به سرعت با یکدیگر و با دیواره ‌های محفظه برخورد کرده و قبل از رسوب روی زیرپایه مورد نظر، روی دیواره‌ های محفظه می ‌نشینند.

سرعت رسوب و یکنواختی فیلم نازک تشکیل شده، به سرعت جریان بخار ایجاد شده بستگی دارد.

مراحل تشکیل نانومواد در رسوب فیزیکی بخار PVD

معمولا فرآیند رسوب فیزیکی بخار طی مراحل زیر انجام می‌ شود:

1- جذب اتم‌ ها و یا مولکول‌ ها روی سطح زیرپایه

2- نفوذ افقی مواد جذب‌ شده روی سطح

3- تشکیل پیوند با یکدیگر و نیز با اتم ‌های زیرپایه

4- جوانه زنی اتم ‌ها و متراکم شدن آن ‌ها

5- ایجاد ساختار های بلوری توسعه ‌یافته و تشکیل میکرو ساختارها

در مرحله (1) جذب بخار به‌ صورت فیزیکی و یا شیمیایی صورت می گیرد. فیلم ایجاد شده، جسبندگی قابل توجهی دارد. چسبندگی و مقاومت فیلم ایجاد شده به وسیله PVD بیشتر از روش‌ های CVD و فرآیندهای محلول است.

یکی از محدودیت‌ های روش PVD این است که برای ایجاد فیلم یکنواخت، باید سطح زیرپایه مسطح باشد. زیرا فرآیند نشست، در سطح کاملا صاف انجام می‌ شود. نفوذ سطحی گونه‌ های جذب شده در مرحله (2) اجازه می‌ دهد تا در مرحله (3) جایگاه مناسبی را برای ترکیب با پیرامون خود، پیدا کند. بنابراین ساختار فیلم ایجاد شده از پایداری و استحکام زیادی برخوردار است.

در هنگامی که اتم‌های فیلم با اتم‌ های زیرپایه پیوند مناسبی نداشته باشند، جوانه‌ های سه‌ بعدی ایجاد می ‌شود. تحرک این جوانه ‌ها و فرآیند استوالد، جوانه ‌های بزرگتری را ایجاد می‌کند. در نتیجه چگالی فیلم نهایی کاهش می‌ یابد. در مواردی که از سرعت های زیاد نشست استفاده می‌شود، باید مراقبت ‌های ویژه ‌ای صورت گیرد تا فیلم یکنواخت و صافی ایجاد شود. برای تشکیل فیلم یکنواخت باید از جوانه ‌زنی و فرآیند های لخته شدن جلوگیری به عمل آید. برای این کار از زیرپایه های با دمای پایین استفاده می ‌کنند تا از نفوذ سطحی جلوگیری کنند.

Th برابر با نسبت دمای زیرپایه و نقطه ذوب فیلم ایجاد شده است. رشد فیلم با مورفولوژی مختلف بستگی به دمای رشد فیلم دارد:

Th≤0.3 اگر - و نفوذ سطحی ناچیز باشد، ساختار های ستونی شکل (با قطر ده‌ها نانومتر) ایجاد می ‌شود.

0.3 < Th < 0.5 اگر - قطر ساختار های ستونی افزایش می‌ یابد. همچنین به دلیل افزایش نفوذ سطحی پیوند های محکمی بین آن‌ ها ایجاد می ‌شود.

Th > 0.5 اگر - فیلم یکنواختی تشکیل می ‌شود.

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

مسعود صلواتی نیاسری ، نانو شیمی ، انتشارات علم و دانش ، 1388.

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

رسوب فیزیکی بخار از دید abasht.blogfa

فرایندهای PVD که اغلب فرایندهای فیلم نازک نامیده می شوند جز فرایندهای رسوبدهی اتمی می باشند که در آن مواد از یک منبع مایع یا جامد بخار شده و به شکل بخار از طریق یک محیط خلاء یا محیط با گازهای کم فشار (پلاسما) به سمت یک زیرپایه انتقال یافته و بر روی آن رسوب داده شده و متراکم می شوند. در بعضی از منابع آورده شده که این فرایند جز فرایندهای رسوبدهی مولکولی یا یونی نیز می باشد .به طور نمونه فرایندهای PVD برای رسوب فیلم های با ضخامت در حدود چند نانومتر تا هزار نانومتر به کار برده می شوند اگرچه می توان از آنها برای تشکیل پوشش های چند لایه ای، رسوبدهی لایه هایی از جنس ترکیب زیرپایه و رسوب های بسیار ضخیم نیز استفاده کرد. اندازه زیرپایه می تواند کوچک یا بزرگ باشد و شکل آنها نیز می تواند به صورت ساده یا پیچیده تغییر کند. سرعت رسوبدهی در فرایند PVD از 100- 10 آنگستروم بر ثانیه متغیر می باشد. فرایندهای PVD در واقع یک فرایند جایگزین روش آبکاری می باشد و از جهاتی شبیه به فرایند CVD می باشد اما نسبت به آن مزایا و معایبی دارد. در فرایندهای CVD رشد لایه ها در دماهای بالا رخ می دهد که منجر به تشکیل محصولات گازی خورنده می شود و ممکن است باعث ایجاد ناخالص در لایه های پوشش داده شده گردد اما فرایندهای PVD می تواند در دماهای رسوبدهی پایین تر و بدون ایجاد محصولات خورنده و ناخالص در لایه ها انجام گیرد ولی سرعت رسوبدهی آن پایین است و باعث ایجاد تنش های پس ماند فشاری در لایه ها خواهد شد... ادامه

رسوب فیزیکی بخار از دید wikipedia.org

Physical vapor deposition (PVD) is a variety of vacuum deposition and is a general term used to describe any of a variety of methods to deposit thin films by the condensation of a vaporized form of the desired film material onto various workpiece surfaces (e.g., onto semiconductor wafers). The coating method involves purely physical processes such as high temperature vacuum evaporation with subsequent condensation, or plasma sputter bombardment rather than involving a chemical reaction at the surface to be coated as in chemical vapor deposition. The term physical vapor deposition appears originally in the 1966 book Vapor Deposition by CF Powell, JH Oxley and JM Blocher Jr, but Michael Faraday was using PVD to deposit coatings as far back as 1838...more

رسوب فیزیکی بخار از دید azom.com

Physical vapour deposition (PVD) is fundamentally a vaporisation coating technique, involving transfer of material on an atomic level. It is an alternative process to electroplating. The process is similar to chemical vapour deposition (CVD) except that the raw materials-precursors, i.e. the material that is going to be deposited starts out in solid form, whereas in CVD, the precursors are introduced to the reaction chamber in the gaseous state. It incorporates processes such as sputter coating and pulsed laser deposition (PLD)...more

Physical Vapor Deposition
نشست فیزیکی بخار
انباشت فیزیکی بخار
رسوب دهی فیزیکی بخار
رسوب بخار فیزیکی
انباشت بخار فیزیکی
PVD
برچسب ها: پوشش دهیسنتز نانو موادنانو
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر