电子束蒸发是一种用于各种科学和工业应用的复杂工艺。它涉及使用灯丝,灯丝通常由钨等金属制成,并被加热到极高的温度。这种加热会导致电子的热离子发射。然后,这些电子通过磁场聚焦成一束,射向装有待蒸发材料的坩埚。当电子束击中材料时,能量会转化为热量,使材料蒸发。
电子束蒸发的源头是什么?(5 个关键步骤详解)
1.灯丝和热离子发射
该过程从灯丝开始,灯丝通常由钨或类似的高熔点金属制成。
灯丝被加热到超过 2000 摄氏度的高温。
在这种高温下,电子获得足够的能量来克服金属的功函数,并从灯丝表面发射出来。
2.形成电子束
这些电子一旦发射出去,尚未形成聚焦电子束。
为此,需要在电子束源附近使用磁铁。
这些磁铁会产生一个磁场,将发射出的电子聚焦成定向电子束。
磁场至关重要,因为它不仅能聚焦电子束,还能控制电子束的轨迹,确保电子束准确击中预定目标。
3.瞄准坩埚
聚焦后的电子束会射向装有待蒸发材料的坩埚。
坩埚的位置通常使电子束能够直接击中坩埚。
根据电子束蒸发系统的具体配置,可能会使用额外的磁铁将电子束精确地引向材料。
4.能量转移和蒸发
当电子束撞击坩埚中的材料时,电子的高动能会传递给材料,使其迅速升温。
这种快速加热导致材料汽化。
这种能量转移非常有效,即使材料的熔点很高,也能达到足以发生蒸发的温度。
5.蒸发和沉积
蒸发后的材料形成蒸汽流,在真空室的真空环境中流动,不会与其他原子产生明显的相互作用。
然后,这些蒸汽会以薄膜的形式沉积在蒸发材料上方的基底上。
真空环境对于防止污染和确保蒸汽直接到达基底而不发生损耗或反应至关重要。
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