電子ビーム蒸着（e-beam evaporation）は、従来の方法では蒸着が困難な材料の薄膜を蒸着するために使用される特殊な物理蒸着（PVD）技術です。
このプロセスは、太陽電池や光学フィルムなど様々な用途に不可欠な高温材料やセラミックに特に有効です。
4つの主要ステップ
1.プロセスの開始
電子ビーム蒸着プロセスは、真空チャンバー内に置かれたソース材料に高エネルギーの電子ビームを当てることから始まる。
2.材料の溶解
電子ビームによって発生した高熱が材料を溶かし、蒸発させる。
3.基板への蒸着
蒸発した粒子は、電子ビームの上方に設置された基板に移動し、そこで凝縮して高純度の薄膜を形成する。
4.精密制御
これらの膜の厚さは通常5～250ナノメートルであり、基板の寸法を大きく変えることなく、基板の特性を精密に制御することができる。
詳細なメカニズム
電子ビーム蒸着セットアップでは、タングステンフィラメントに電流を流して高温に加熱し、電子の熱電子放出を引き起こします。
システムは、フィラメントと蒸発させる物質を入れたるつぼの間に高電圧（通常5～10kV）を印加する。
この電圧により、放出された電子はるつぼに向かって加速される。
永久磁石または電磁集束機構を使用して、電子を集束ビームに集中させ、るつぼ内の材料に衝突させる。
電子ビームから材料へのエネルギー伝達により、材料が蒸発または昇華します。
利点と応用
電子ビーム蒸着は、高密度で高純度のコーティングを製造する能力で評価されている。
このプロセスは、酸素や窒素のような反応性ガスの分圧をチャンバー内に導入することで強化することができ、反応性プロセスによる非金属膜の成膜を可能にする。
この汎用性により、電子ビーム蒸着は、蒸発に高温を必要とする材料の蒸着に適した方法となり、重要な用途における蒸着膜の完全性と機能性を保証します。
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