溅射的能量范围通常从大约十到一百电子伏特 (eV) 的阈值开始,可扩展到几百电子伏特,平均能量通常比表面结合能高出一个数量级。
详细说明:
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溅射的阈值能量:
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当离子将足够的能量传递给靶原子以克服其在表面的结合能时,就会发生溅射。这个阈值通常在 10 到 100 eV 之间。低于此范围时,能量转移不足以将原子从目标材料中射出。溅射原子的能量:
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溅射原子的动能变化很大,但一般都超过几十个电子伏特,通常在 600 eV 左右。这种高能量是由于离子-原子碰撞过程中的动量交换造成的。约有 1% 的离子撞击到表面后会引起再溅射,原子会被射回基底。
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溅射产量和能量依赖性:
- 溅射产率是每个入射离子喷射出的原子的平均数量,取决于多个因素,包括离子入射角度、离子能量、原子重量、结合能和等离子体条件。溅射原子的能量分布峰值约为表面结合能的一半,但可延伸到更高的能量,平均能量通常大大高于阈值。
- 溅射类型和能级:直流二极管溅射:
- 使用 500-1000 V 的直流电压,氩离子以该范围内的能量向目标原子传输能量。离子束溅射:
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涉及更高的能量,平均溅射能量为 10 eV,远高于热能,是典型的真空蒸发。电子溅射:
可能涉及非常高的能量或高电荷重离子,导致溅射产量高,尤其是在绝缘体中。
应用和能量要求: