溅射原子的能量通常在几十到几百电子伏特之间,平均动能通常在 600 eV 左右。当原子被高能离子撞击而从目标材料中喷射出来时,就会被赋予这种能量。溅射过程包括将入射离子的动量传递给目标原子,从而导致它们被抛射出去。
详细解释:
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能量传递机制:
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当离子与目标材料表面碰撞时,就会发生溅射。这些离子的能量通常从几百伏到几千伏不等。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,并被抛射出去。溅射原子的能量分布:
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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。这种分布受多个因素的影响,包括离子的能量、角度、进入离子的类型以及目标材料的性质。能量分布可从高能弹道撞击到低能热化运动,具体取决于条件和背景气体压力。
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工艺参数的影响:
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溅射效率和溅射原子的能量受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,从而产生较高的溅射原子动能。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会高于其他成分,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。