Mis on õhukese kihiga aurusti?

Õhukese kile aurusti on masin, mida kasutatakse õhukese kile loomiseks. Erinevaid elemente aurustades või sublimeerides võib õhukese kilega aurusti sadestada substraadimaterjalile üliõhukesed aatomite või molekulide kihid. Masin koosneb vaakumkambrist, kütteelemendist ja seadmest, mis hoiab ja liigutab substraati, samal ajal kui sellele kantakse õhuke kile.

Õhukese kile loomiseks saab kasutada kahte peamist aurustamise tüüpi. Need on takistuslik aurustamine ja elektronkiire aurustamine. Mõlema tehnika puhul kuumutatakse sihtmaterjali õhukeses kileaurustis, kuni see kas aurustub või sublimeerub. Gaasina liigub sihtmaterjal läbi vaakumkambri, kuni see maandub substraadile ja moodustab õhukese kile. Mõlemad meetodid nõuavad, et sihtmaterjalid oleksid sama stabiilsed kui gaas.

Takistusliku aurustamise korral juhitakse elektrivool läbi sihtmaterjali, mis muutub pingestamisel kuumaks. Piisava kuumuse korral sihtmaterjal aurustub või sublimeerub. Kuld ja alumiinium on tavalised sihtmaterjalid, mida saab aurustada metalltraatide kujul, mida nimetatakse filamentideks. Filamentide kujul olevaid sihtmaterjale on raske aurustisse laadida ja neid saab töödelda vaid väikestes kogustes. Õhukese kile aurustis võib kasutada ka õhukesi sihtmaterjali lehti, millega on sageli lihtsam töötada ja mis annavad aurustamisel rohkem ainet.

Mõned sihtmaterjalid ei sobi takistuslikuks aurustamiseks, kuna need võivad protsessi käigus eraldada suuri tahkeid osi. Kui need tahked ained põrkavad kokku aluspinnale tekkiva õhukese kilega, võivad nad selle rikkuda. Nende materjalide aurustamiseks on vaja kasutada suletud kütteallikat, mis võimaldab materjali gaasilisel kujul väikeste aukude kaudu välja pääseda, püüdes samal ajal kuumutuskambrisse kinni tahke aine osa.

Elektronkiire aurustumine soojendab sihtmaterjali, juhtides sellele suure energiaga elektronide kiire. Seda tüüpi õhukese kileaurusti puhul hoitakse sihtmaterjali jahutatud koldes, samal ajal kui seda elektronidega pommitatakse ja kuumutatakse. See protsess on kasulik väga kõrge aurustumistemperatuuriga sihtmaterjalide puhul, kuna fokuseeritud energiakiir võib sihtmaterjali soojendada ilma kogu seadet kuumutamata. Sihtmaterjali sisaldav anum ei puutu kokku äärmise kuumusega, mistõttu see ei sula ega aurustu protsessi käigus. Seda tüüpi õhukese kile aurustamine nõuab spetsiifilisi seadmeid ja võib olla üsna kulukas.