رش مهبطي

جهاز رش مهبطي في منشأة كورنل للعلوم والتكنولوجيا النانوية.

الرش المهبطي ^[1] أو الرشرشة^[2] Sputtering، هي عملية يجري فيها لفظ الذرات من مادة صلبة لدى تعريضها إلى قذف من جسيمات عالية الطاقة. ^[3] عادةً ما تستعمل هذه العملية من أجل ترسيب الأغشية الرقيقة، بالإضافة إلى التنميش وتقنيات تحليلية أخرى. ولا تحدث إلا عندما تكون الطاقة الحركية للذرات القادمة أعلى بكثير من الطاقات الحرارية التقليدية (≫ 1 eV). هذه العملية يمكن أن تؤدي، أثناء قذف الأيون أو الپلازما المطول، إلى تآكل كبير للمواد، وبالتالي يمكن أن تكون ضارة. ومن ناحية أخرى، يشيع استخدامها في تقنيات ترسيب الأغشية الرقيقة، تقنيات الحفر والتحليل.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

فيزياء الرش المهبطي

Sputtering from a linear collision cascade. The thick line illustrates the position of the surface, and the thinner lines the ballistic movement paths of the atoms from beginning until they stop in the material. The purple circle is the incoming ion. Red, blue, green and yellow circles illustrate primary, secondary, tertiary and quaternary recoils, respectively. Two of the atoms happen to move out from the sample, i.e. be sputtered.

يعتمد المبدأ الفيزيائي للرش المهبطي على تبادل العزم بين الأيونات والذرات في المادة المستهدفة نتيجة حدوث التصادم. ^[3]^[4]^[5]

عندما يلتقي الأيون الصادم مع الذرات تنشأ تعاقبات التصادم (Collision cascades) في المادة الهدف. عندما يرتد هذا التعاقب ويصل إلى سطح المادة الهدف بطاقة أعلى من طاقة ارتباط السطح، فإن ذرة من ذرات السطح يمكن أن تلفظ. إن متوسط عدد الذرات التي يمكن أن تلفظ من مادة هدف ما نتيجة أيون صادم يسمّى مردود الرش المهبطي، وهو يعتمد على زاوية الأيون الصادم وطاقة الأيون وكتلته وعلى نوع الذرة المستهدفة وطاقة ارتباطها بالسطح. بالنسبة للمواد البلورية فإن توجه محاور البلورة بالنسية إلى السطح يمكن أن يكون مؤثراً.

يمكن الحصول على الأيونات الصادمة بواسطة العديد من الطرق، مثل البلازما، أو عن طريق معجل جسيمات أو مواد مشعة لجسيمات ألفا.

يعد نموذج ثومبسون التحليلي أحد النماذج لوصف عملية الرش المهبطي على شكل نظام متسلسل للأهداف المسطحة اللابلوية. ^[6]

الرش المهبطي الإلكتروني

الرش المهبطي المحتمل

جهاز رش مهبطي تجاري.

الحفر والرش المهبطي التجاري

التطبيقات والظاهرة

ترسيب الأغشية

الحفر

للتحليل

في الفضاء (الأضواء السماوية)

المصادر

^ ترجمة Sputteringحسب قاموس باسم للمصطلحات العلمية
^ تقرير الهيئة السورية للطاقة الذرية ۲۰۰٥-۲۰۰٦م
^ ^أ ^ب R. Behrisch (ed.) (1981). Sputtering by Particle bombardment:. Springer, Berlin. ISBN 978-3-540-10521-3. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
^ P. Sigmund, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B (1987). "Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B Beam Interactions with Materials and Atoms. 27: 1. Bibcode:1987NIMPB..27....1S. doi:10.1016/0168-583X(87)90004-8.
^ R. Behrisch and W. Eckstein (eds.) (2007). Sputtering by Particle bombardment: Experiments and Computer Calculations from Threshold to Mev Energies. Springer, Berlin. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
^ M.W. Thompson (1962). "Energy spectrum of ejected atoms during the high- energy sputtering of gold". Philos. Mag. 18 (152): 377. Bibcode:1968PMag...18..377T. doi:10.1080/14786436808227358.

وصلات خارجية

Thin Film Evaporation Guide
What is Sputtering? - an introduction with animations
Sputtering Basics - animated film of a sputtering process
Free molecular dynamics simulation program (Kalypso) capable of modeling sputtering
American Vacuum Society short courses on thin film deposition
Reactive Sputtering Using A Dual-Anode Magnetron System
H. R. Kaufman, J. J. Cuomo and J. M. E. Harper (1982). "Technology and applications of broad-beam ion sources used in sputtering. Part I. Ion source technology". Journal of Vacuum Science and Technology. 21 (3): 725–736. Bibcode:1982JVST...21..725K. doi:10.1116/1.571819.(The original paper on Kaufman sputter sources.)
Re: Displacement Cascade 1. YouTube. 2008.

[1] ترجمة Sputteringحسب قاموس باسم للمصطلحات العلمية

[2] تقرير الهيئة السورية للطاقة الذرية ۲۰۰٥-۲۰۰٦م

[Behrisch1981-3] أ ^ب R. Behrisch (ed.) (1981). Sputtering by Particle bombardment:. Springer, Berlin. ISBN 978-3-540-10521-3. {{cite book}}: |author= has generic name (help)

[Sigmund1987-4] P. Sigmund, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B (1987). "Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B Beam Interactions with Materials and Atoms. 27: 1. Bibcode:1987NIMPB..27....1S. doi:10.1016/0168-583X(87)90004-8.

[Behrisch2007-5] R. Behrisch and W. Eckstein (eds.) (2007). Sputtering by Particle bombardment: Experiments and Computer Calculations from Threshold to Mev Energies. Springer, Berlin. {{cite book}}: |author= has generic name (help)

[Thompson-6] M.W. Thompson (1962). "Energy spectrum of ejected atoms during the high- energy sputtering of gold". Philos. Mag. 18 (152): 377. Bibcode:1968PMag...18..377T. doi:10.1080/14786436808227358.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]