熱蒸着は薄膜蒸着で広く使われている技術であり、ソースと蒸着膜の両方の材料の選択が重要である。熱蒸発源に使用される材料は、一般的にタングステン、タンタル、モリブデンなどの高融点金属で、ボート、バスケット、フィラメント、被覆ロッドなど様々な形状に加工されます。これらの材料は、劣化することなく高温に耐えられるという理由で選ばれている。一方、蒸発させる材料は、金、銀、チタンのような純金属から、非金属、合金、二酸化ケイ素、酸化物、窒化物のような化合物まで多岐にわたる。熱蒸発の多様性は、多種多様な材料の蒸着を可能にし、多くの用途で貴重な技術となっている。
キーポイントの説明
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熱蒸発源に使用される材料:
- タングステン:熱蒸発源によく使用される高融点金属（3422℃）。熱安定性に優れ、高温でも変形しにくいため、ボート、フィラメント、バスケットなどに加工されることが多い。
- タンタル:蒸発源に使用されるもう一つの高融点材料（3017℃）。非常に高い温度を必要とする物質を蒸発させるのに特に有用。
- モリブデン:2623℃の融点を持つモリブデンも、蒸発源としてよく使われる。コーティングされたロッドやフィラメントの形で使用されることが多い。
これらの材料は、溶融したり蒸発させる材料と反応したりすることなく、熱蒸発に必要な極端な温度に耐えることができるため選択される。
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熱蒸発源の形態:
- ボート:一般的にタングステンまたはタンタル製で、蒸発させる物質を保持するために使用される。電流を流して直接加熱する。
- バスケット:タングステンやモリブデンで作られることが多く、蒸発させる物質を入れたるつぼを支えるのに使われる。
- フィラメント:タングステンやモリブデンで作られた細いワイヤーで、抵抗加熱によって物質を蒸発させるために使用される。
- コーティングロッド:蒸発させる物質でコーティングされたロッド。ロッドが加熱され、コーティングが蒸発する。
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蒸発させる材料:
- 金属:熱蒸発に使用される一般的な金属には、金、銀、チタン、クロム、アルミニウムなどがある。これらの金属は、導電性、反射性、接着性などの特定の特性によって選択される。
- 非金属:ゲルマニウム（Ge）や二酸化ケイ素（SiO₂）のような材料も蒸発させることができる。これらは、特定の光学的または電気的特性を必要とする用途によく使用される。
- 合金:用途によっては合金の蒸発を必要とするが、構成元素の蒸発速度の違いにより、より困難な場合がある。
- 化合物:酸化物（例えばSiO₂）や窒化物も蒸発させることができる。これらの材料は、特定の化学的または機械的特性を必要とする用途によく使用される。
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材料選択の考慮点:
- 融点:蒸発させる材料は、ソースが劣化する前に蒸発するように、ソースよりも融点が低くなければならない。
- 純度:蒸着膜の汚染を避けるため、高純度の材料が要求されることが多い。
- 互換性:不要な反応を防ぐため、原料は蒸発させる物質と化学的に適合していなければならない。
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熱蒸発の応用:
- 光学コーティング:金や銀のような材料は、光学用途の反射コーティングによく使われる。
- 電子機器:アルミニウムやクロムなどの金属は、電子部品の製造に使用される。
- 保護コーティング:チタンや二酸化ケイ素のような材料は、様々な基板上に保護層を形成するために使用される。
要約すると、熱蒸発源に使用される材料は、主にタングステン、タンタル、モリブデンのような高融点金属であり、蒸発させる材料を保持し加熱するために様々な形状に加工される。蒸発させる材料は、蒸着膜の望ましい特性に応じて、純金属から非金属、合金、化合物まで多岐にわたる。材料の選択は、融点、純度、相溶性などの考慮事項が重要な役割を果たす熱蒸発プロセスの成功に不可欠です。
総括表：
| カテゴリー | 材料 | 主要物件 |
|---|---|---|
| 資料 | タングステン（3422℃）、タンタル（3017℃）、モリブデン（2623） | 高融点、熱安定性、耐変形性 |
| 情報源の形態 | ボート、バスケット、フィラメント、コーティングロッド | 蒸発中の材料を保持し加熱するために設計されている |
| 蒸発材料 | 金属（金、銀、チタン）、非金属（SiO₂）、合金、化合物 | 導電性、反射性、接着性、または特定の光学的／化学的特性のために選択される。 |
| アプリケーション | 光学コーティング、電子デバイス、保護コーティング | 様々な産業で多目的に使用可能 |
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