化学溅射是一种原子或分子在高能离子或粒子的轰击下从固体材料表面喷射出来的过程。
这种现象主要是由入射离子向目标原子的动量传递所驱动，从而导致原子键的破坏和随后表面原子的喷射。
了解化学溅射的 4 个要点
1.溅射机理
当高能离子与固体靶材的原子碰撞时，就会发生溅射。
这些碰撞将动量传递给靶原子，使它们获得足够的能量，以克服将它们固定在固体晶格中的结合力。
这导致原子从靶材料表面喷射出来。
这一过程可以形象地理解为一系列原子尺度的碰撞，类似于一场台球比赛，入射离子（作为母球）撞击目标原子（台球），导致其中一些原子从表面弹出。
2.影响溅射的因素
溅射过程的效率通常用溅射产率（每个入射离子射出的原子数）来量化，它受几个因素的影响：
- 入射离子的能量： 能量较高的离子可以将更多的动量传递给靶原子，从而增加了抛射的可能性。
- 入射离子和目标原子的质量： 较重的离子或目标原子可以更有效地传递动量。
- 固体的结合能： 更强的原子键需要更多能量才能断裂，从而影响原子弹射的难易程度。
3.溅射的应用
溅射被广泛应用于各种技术领域：
- 薄膜沉积： 溅射原子可沉积在基底上形成薄膜，这在电子和光学领域至关重要。
- 表面清洁和分析： 溅射可以去除污染物并使表面粗糙化，从而帮助制备用于分析或进一步加工的高纯度表面。
- 材料分析： 奥杰电子能谱等技术利用溅射来分析表面的元素组成，方法是依次去除表面层并分析发射的电子。
4.溅射粒子的方向性
由于溅射过程中涉及动量传递，喷射出的粒子具有方向性，这在控制薄膜应用中的沉积模式方面非常有利。
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总之，化学溅射是材料科学与技术中的一项基本工艺，可在原子尺度上实现材料的可控去除和沉积，应用范围涵盖微电子学和表面科学。
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