真空蒸着は、材料を加熱して様々な基材上に薄膜やコーティングを形成するプロセスである。このプロセスは真空環境で行われ、汚染を防ぎ、目的の材料のみが薄膜を形成するようにします。
7つのポイントを解説真空蒸着で使用される材料とは？
1.蒸着材料の定義と目的
蒸発材料は、蒸発のプロセスによって表面に薄膜やコーティングを形成するために使用される物質である。
これらの物質は気化するまで高温に加熱される。気化した物質が基材上で凝縮し、薄膜を形成する。
2.蒸発ボート
蒸発ボートは必要不可欠な熱蒸発材料である。タングステン、モリブデン、タンタルから作られることが多い。
これらのボートには、BN、TiB2、AlN粉末などの原料が含まれている。3成分ボートや2成分ボートなどのバリエーションがある。
3.バスケットヒーター
バスケットヒーターは、るつぼなしで蒸発材料をバスケットに直接投入することができます。
蒸発源の選択は、コーティングされる基材によって決定され、蒸発源と基材の一致が保証される。
4.真空蒸発プロセス
真空蒸発は、汚染を防ぐために10-5～10-9Torrのガス圧範囲で行われる。
蒸着速度を上げるためには、気化された材料が蒸気圧10mTorr以上の温度に達する必要がある。
代表的な気化源には、抵抗加熱された撚り線、ボート、るつぼ、高エネルギー電子ビームなどがある。
5.間接加熱
一部の材料は、高温に直接さらされると侵食されやすいため、間接加熱が必要となる。
アルミナ、酸化イットリウム、ジルコニアなどの耐熱性で安定した材料が、間接加熱用のるつぼに使われる。
6.熱蒸発材料
真空蒸着に使用できる材料は、金、銀、チタン、二酸化ケイ素、タングステン、銅、各種合金など多岐にわたります。
これらの材料は、基材との適合性や所望の膜特性に基づいて選択される。
7.歴史的背景
真空中の熱蒸発の研究は19世紀後半に始まり、H.ヘルツやS.ステファンのような科学者が初期に貢献した。
トーマス・エジソンは、真空蒸発と成膜に関する特許を申請したが、彼のプロセスには溶融物質の蒸発は含まれていなかった。
これらの重要なポイントを理解することで、ラボ機器の購入者は、真空蒸着プロセスにおける蒸着材料の選択と使用について、十分な情報に基づいた決定を下すことができ、特定の用途に最適な結果を保証することができます。
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