溅射原子的能量通常在几十到几百电子伏特之间。
这些原子的平均动能通常在 600 电子伏特左右。
原子在高能离子的撞击下从目标材料中射出,从而获得这种能量。
溅射过程包括从入射离子到目标原子的动量传递,从而导致它们的抛射。
关于溅射原子能量的 5 个重要见解
1.能量传递机制
当离子与靶材料表面碰撞时,就会发生溅射。
这些离子通常具有几百伏到几千伏的能量。
从离子到靶原子的能量转移必须超过表面原子的结合能才能发生溅射。
这种结合能通常为几个电子伏特。
一旦达到能量阈值,靶原子就会获得足够的能量来克服其表面结合力,并被射出。
2.溅射原子的能量分布
溅射原子的动能并不均匀。
它们的能量分布很广,通常可达到几十个电子伏特。
这种分布受多种因素的影响,包括离子的能量、角度、进入离子的类型以及靶材料的性质。
能量分布的范围可以从高能弹道冲击到低能热化运动,具体取决于条件和背景气体压力。
3.工艺参数的影响
溅射效率和溅射原子的能量受到各种参数的显著影响,如离子入射角、离子能量、离子和靶原子的质量、靶原子间的结合能、磁场的存在或磁控溅射系统中特定的阴极设计。
例如,较重的离子或能量较高的离子通常会导致较高的能量转移到靶原子上,从而使溅射的原子具有较高的动能。
4.优先溅射
在多组分靶材中,由于结合能或质量效应的差异,一种成分的溅射效率高于其他成分,这就是优先溅射。
随着时间的推移,这会导致靶材表面成分发生变化,从而影响溅射材料的能量和成分。
5.应用和控制
通过控制溅射参数,可以精确控制沉积薄膜的特性,从而使溅射沉积成为材料科学中的一种多功能技术。
溅射气体(如氩气、氖气、氪气或氙气等惰性气体)和反应气体的选择在决定溅射原子的能量和特性方面也起着至关重要的作用。
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