La guía definitiva sobre la pulverización catódica con magnetrón
La tecnología de pulverización catódica por magnetrón es una estrella brillante que ocupa un lugar central en la ciencia de los materiales y la preparación de películas delgadas. Permite preparar películas delgadas de alta calidad y precisión sobre diversos materiales de sustrato, lo que proporciona un sólido respaldo técnico para avances en numerosos campos científicos y tecnológicos de vanguardia.
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Todo lo que debe saber sobre la pulverización catódica con magnetrón
La pulverización catódica por magnetrón, como tecnología avanzada de deposición física de vapor, se ha convertido desde su creación en una tecnología clave indispensable en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales, gracias a sus ventajas únicas en la preparación de películas delgadas. Desde la miniaturización y el alto rendimiento de los dispositivos electrónicos, hasta la alta precisión y multifuncionalidad de los componentes ópticos, pasando por la alta eficiencia y estabilización de los nuevos materiales energéticos, la pulverización catódica por magnetrón se ha convertido en un medio clave para mejorar el rendimiento de estos materiales.
¿Qué es la pulverización catódica por magnetrón?
La pulverización catódica con magnetrón se refiere al bombardeo de materiales objetivo o fuente con partículas de alta energía, lo que provoca la expulsión de sus átomos y su depósito sobre el sustrato. Además, en la pulverización catódica, el material a depositar se utiliza como objetivo, se coloca en un entorno de vacío y se introduce una cantidad adecuada de gas inerte (como argón). Bajo la acción combinada del campo eléctrico y el campo magnético, el gas inerte se ioniza en iones. Estos iones de alta energía bombardean la superficie del material objetivo bajo la aceleración del campo eléctrico, de modo que los átomos del objetivo obtienen suficiente energía para escapar de la superficie. Los átomos, moléculas o iones pulverizados se desplazan en el vacío y finalmente se depositan sobre la superficie del sustrato para formar una película uniforme y densa.
Historia de la pulverización catódica con magnetrón
El desarrollo de la tecnología de pulverización catódica por magnetrón es una historia de evolución tecnológica llena de innovación y avances. En la década de 1930, se descubrió el fenómeno de la pulverización catódica, lo que abrió las puertas a la exploración en este campo. Sin embargo, la tecnología aún no estaba madura y presentaba numerosas limitaciones, por lo que no se generalizó su uso. En la década de 1960, con la creciente demanda de preparación de películas delgadas, la tecnología de pulverización catódica comenzó a recibir mayor atención y los científicos continuaron intentándolo. Sin embargo, problemas como la baja velocidad de pulverización y la alta temperatura del sustrato de la tecnología tradicional de pulverización catódica aún limitaban su desarrollo. No fue hasta la década de 1970 que la tecnología de pulverización catódica por magnetrón logró un gran avance. Chapin inventó un blanco plano de pulverización catódica por magnetrón apto para aplicaciones industriales. Mediante la ingeniosa introducción de un campo magnético, resolvió con éxito muchos problemas de la pulverización catódica tradicional y logró una pulverización de alta velocidad y baja temperatura, lo que permitió que la tecnología de pulverización catódica por magnetrón se pudiera producir industrialmente a gran escala y se aplicara rápidamente en electrónica, óptica y otros campos.
Desde entonces, la tecnología de pulverización catódica por magnetrón ha seguido desarrollándose, con nuevas tecnologías y aplicaciones surgiendo continuamente, desde la preparación inicial de películas metálicas simples hasta la capacidad actual de preparar películas complejas de compuestos multicomponentes, películas nanoestructuradas, etc., y sus áreas de aplicación también se han expandido desde la electrónica y la óptica a las nuevas energías, la biomedicina, el sector aeroespacial y otros campos.
Principio de la pulverización catódica con magnetrón
En un sistema de pulverización catódica con magnetrón, el movimiento de los electrones es el punto de partida clave de todo el proceso. Al aplicar una tensión continua entre el objetivo (cátodo) y el sustrato (ánodo), los electrones escapan de la superficie del objetivo bajo la acción del campo eléctrico y se aceleran hacia el sustrato. Sin embargo, a diferencia de la pulverización catódica tradicional, la pulverización catódica con magnetrón genera un campo magnético cerca de la superficie del objetivo. Según la ley de Lorentz, los electrones en movimiento en el campo magnético se verán afectados por esta fuerza, cuya dirección es perpendicular a la dirección del movimiento del electrón y a la dirección del campo magnético. Bajo la acción de este campo compuesto, la trayectoria del electrón se desvía, pasando de ser un simple movimiento lineal a un complejo movimiento espiral cerca de la superficie del objetivo.
Durante el movimiento, los electrones chocan constantemente con átomos de gas inerte como el argón, transfieren energía a los átomos de gas, ionizan los átomos de gas, generan una gran cantidad de electrones, iones y partículas neutras y así forman plasma.
Modo de pulverización catódica por magnetrón
Pulverización catódica con magnetrón de CC
La pulverización catódica con magnetrón de CC es el modo más básico y común en la tecnología de pulverización catódica con magnetrón. Se conecta una fuente de alimentación de CC directamente al material objetivo, convirtiéndolo en un cátodo. Tras evacuar el sistema y llenarlo con una cantidad adecuada de gas argón, se aplica una tensión de CC entre el material objetivo y el sustrato para formar un campo eléctrico. Los electrones escapan de la superficie del material objetivo bajo la acción del campo eléctrico y, bajo la restricción del campo magnético, realizan un movimiento en espiral, colisionando con los átomos de argón para ionizarlos. Los iones de argón generados bombardean el material objetivo bajo la aceleración del campo eléctrico, logrando la pulverización catódica de los átomos objetivo y la deposición de películas delgadas.
Pulverización catódica con magnetrón de radiofrecuencia
La pulverización catódica con magnetrón de RF se utiliza principalmente para solucionar el problema de la imposibilidad de pulverizar materiales aislantes mediante pulverización catódica con magnetrón de CC. Utiliza una fuente de alimentación de radiofrecuencia (normalmente de 13.56 MHz) en lugar de una fuente de alimentación de CC. Bajo la acción del campo eléctrico de radiofrecuencia, los electrones e iones oscilan a alta frecuencia en dicho campo. Cuando los electrones colisionan con átomos de argón, este se ioniza para producir plasma. El campo eléctrico de RF neutraliza la carga en la superficie del material aislante mediante acoplamiento capacitivo, logrando una pulverización catódica estable del material aislante. La pulverización catódica con magnetrón de RF es adecuada para la pulverización catódica de diversos materiales aislantes, como cerámicas, óxidos, nitruros, etc.
Pulverización catódica con magnetrón pulsado
La pulverización catódica con magnetrón pulsado es un nuevo método de pulverización catódica desarrollado a partir de la pulverización catódica con magnetrón de CC. En la etapa de alto voltaje del pulso, la densidad del plasma aumenta considerablemente y la velocidad de pulverización se incrementa significativamente; en la etapa de bajo voltaje, la densidad del plasma disminuye, la carga en la superficie del objetivo se disipa y se reduce la aparición de fenómenos anormales como la descarga de arco. Este método de pulverización catódica se utiliza en la preparación de películas metálicas de alto rendimiento, películas compuestas y en campos con requisitos de calidad de película extremadamente altos, como dispositivos semiconductores y medios de grabación magnética.
Pulverización catódica con magnetrón reactivo
La pulverización catódica reactiva con magnetrón es una tecnología importante para la preparación de películas compuestas. En la pulverización catódica, además de gases inertes como el argón, se introducen simultáneamente gases reactivos como el oxígeno, el nitrógeno y el metano. Al pulverizar los átomos objetivo, reaccionan químicamente con las moléculas de gas reactivo en vuelo para formar compuestos, que se depositan sobre la superficie del sustrato para obtener películas compuestas. Tiene amplias posibilidades de aplicación en la preparación de diversas películas funcionales, como películas ópticas, películas semiconductoras y películas superconductoras. Sin embargo, el proceso de pulverización catódica reactiva con magnetrón es relativamente complejo.
Pulverización catódica con magnetrón equilibrado
La pulverización catódica con magnetrón balanceado se basa en el confinamiento de electrones mediante campos magnéticos. Bajo la aceleración del campo eléctrico, los electrones colisionan con moléculas de gas (generalmente argón) para producir iones de argón y nuevos electrones. Los iones de argón bombardean la superficie del material objetivo bajo la acción del campo eléctrico, provocando la pulverización catódica de los átomos objetivo, que se depositan sobre la superficie del sustrato para formar una película delgada. La pulverización catódica con magnetrón balanceado presenta ciertas limitaciones. El bombardeo de iones sobre la película es débil, lo que resulta en una fuerza de enlace relativamente baja entre la película y el sustrato.
Pulverización catódica con magnetrón desequilibrado
La pulverización catódica desequilibrada consiste en ajustar la distribución del campo magnético de la fuente objetivo de pulverización catódica de magnetrón para que el campo magnético en su superficie se desequilibre. El flujo magnético del polo magnético externo de la fuente objetivo es mayor que el del polo magnético interno, lo que resulta en un cierre incompleto de las líneas de campo magnético bipolares en la superficie del objetivo, y parte de estas líneas se extienden hasta el sustrato. De esta manera, los electrones pueden extenderse hasta el sustrato a lo largo de las líneas de campo magnético, aumentando la densidad del plasma y la tasa de ionización del gas en el sustrato.
Blanco de pulverización catódica de iterbio
El iterbio es un metal blanco plateado con un número atómico de 70 y un punto de fusión de aproximadamente 824 °C. Los blancos de iterbio se utilizan principalmente como materiales de evaporación para recubrimientos metálicos de materiales orgánicos emisores de luz (OLED). En el campo láser, se utiliza para láseres de fibra de alta potencia y recubrimientos de cristales láser sólidos. En aplicaciones nucleares, se utiliza para recubrimientos de barras de control de envenenamiento por neutrones en reactores nucleares y revestimientos a prueba de radiación para contenedores de transporte de combustible gastado.
Blanco de pulverización catódica de bismuto
El símbolo del bismuto es Bi, con un número atómico de 83. Es un metal blanco plateado con un ligero brillo rojizo, duro y frágil. Los blancos de bismuto se utilizan ampliamente en las industrias aeroespacial, de iluminación automotriz, de OLED y óptica, como en pilas de combustible, semiconductores, pantallas, LED y sistemas fotovoltaicos, recubrimientos de vidrio y otros campos. Además, el bismuto también se utiliza en la industria metalúrgica para aleaciones específicas, aprovechando algunas de sus propiedades para mejorar su rendimiento.
Blanco de pulverización catódica de disprosio
En el campo de la seguridad de la energía nuclear, los blancos de óxido de disprosio dopados con óxido de zinc pueden utilizarse para la monitorización en tiempo real de recubrimientos para el flujo de neutrones en reactores de sales fundidas y sensores de detección de daños en la primera pared de reactores de fusión. En cuanto a los dispositivos ultravioleta profundos, pueden emplearse para fotocátodos de comunicación ultravioleta ciegos al día, microláseres de banda de 230-280 nm, etc. También se emplean en el campo de la imagenología de radiación, como pantallas de conversión de fotografía de neutrones de alta resolución, etc.
Blanco de pulverización catódica de erbio
El erbio es un elemento químico de símbolo Er, número atómico 68, brillo metálico blanco plateado y un punto de fusión de 1412 °C. Los blancos de erbio también tienen importantes aplicaciones en los campos de la óptica y la electrónica, como en el de las comunicaciones ópticas. Los amplificadores de fibra dopada con iones de erbio (EDFA) son dispositivos clave que pueden amplificar señales ópticas y mejorar considerablemente la distancia de transmisión y la capacidad de los sistemas de comunicación óptica.
Blanco de pulverización catódica de cobalto
El cobalto es un metal de transición con un punto de fusión alto (aproximadamente 1495 °C) y buena ductilidad. Se presenta en formas comunes como discos, placas rectangulares, etc., con diámetros que van desde 50 mm hasta 200 mm, y su espesor se puede ajustar según las necesidades. Los blancos de cobalto se utilizan principalmente para la preparación de películas magnéticas, capas conductoras y capas de barrera. Por ejemplo, en discos duros, las películas de aleación a base de cobalto pueden aumentar la densidad de almacenamiento.
Objetivo de farfulla de renio
La densidad del renio alcanza los 21.04 g/cm³, y su punto de fusión, hasta los 3186 °C, ocupa el tercer lugar entre todos los elementos, y su punto de ebullición, el primero, alcanzando los 5596 °C. Los blancos de renio se utilizan para preparar componentes electrónicos y circuitos integrados de alto rendimiento, sensores de alta temperatura y capas protectoras para reactores nucleares. Al alearse con metales como el tungsteno y el molibdeno, el renio ofrece un mejor rendimiento integral.
Objetivo de pulverización de niobio
El niobio se utiliza principalmente en las industrias de semiconductores y microelectrónica, y puede emplearse en pantallas táctiles, lentes ópticas y recubrimientos de vidrio. Gracias a sus buenas propiedades superconductoras, las películas delgadas preparadas con su objetivo pueden emplearse en campos relacionados con los materiales superconductores, como imanes superconductores, escáneres de resonancia magnética, etc.
Blanco de pulverización catódica de praseodimio
El praemonium se puede utilizar para preparar películas delgadas con propiedades ópticas especiales, como filtros ópticos, cristales láser, etc., aprovechando la absorción espectral específica de los iones de praseodimio para lograr la transmisión o absorción selectiva de la luz. Las películas magnéticas preparadas mediante pulverización catódica de blancos de praseodimio pueden mejorar la densidad y la estabilidad del almacenamiento.
Blanco de pulverización catódica de iridio
El iridio tiene un número atómico de 77 y es uno de los metales con mayor densidad a temperatura ambiente. Su punto de fusión es de 2466 °C. Presenta una resistencia a la corrosión extremadamente alta, es insoluble en ácidos comunes, posee una excelente resistencia a la oxidación y presenta baja resistividad. En el campo de los semiconductores electrónicos, se puede utilizar para electrodos o capas de semillas de MRAM.
Blanco de pulverización catódica de antimonio
Antimonio con número atómico 51. En el campo de la retardancia de llama avanzada, el antimonio se puede utilizar para recubrimientos ignífugos de baterías de vehículos de nueva energía y capas de supresión de humo y veneno en materiales compuestos para aviación. En integración optoelectrónica, se puede utilizar para capas de barrera de encapsulado OLED flexible y capas electrocrómicas-ignífugas de doble función para ventanas inteligentes. En el campo del encapsulado de semiconductores, se puede utilizar para materiales de encapsulado plástico a nivel de oblea de circuitos integrados 3D y medios ignífugos para PCB de alta densidad.
Blanco de pulverización catódica de tulio
Tulio con número atómico 69. En el campo de los láseres, los materiales láser dopados con iones de tulio pueden utilizarse para generar láseres de infrarrojo medio, con importantes aplicaciones en el campo médico, como la cirugía láser. Gracias a su profundidad de penetración y a sus efectos térmicos en los tejidos humanos, permite lograr cortes y tratamientos tisulares precisos. En las comunicaciones ópticas, las películas ópticas de tulio pueden utilizarse para regular y procesar señales ópticas. Además, pueden utilizarse para mejorar el rendimiento óptico de los instrumentos.
Blanco de pulverización catódica de rodio
El rodio, de número atómico 45, es de color blanco plateado, duro, resistente a la corrosión y posee buena inercia química. Su dureza es de 4 a 4.5, su densidad relativa es de 12.5 y su punto de fusión alcanza los 1955 °C. Gracias a su resistencia a la corrosión y su buen brillo, el recubrimiento de rodio puede utilizarse como catalizador para reducir las emisiones contaminantes en automóviles. Además, en la producción de joyería de alta gama, la galvanoplastia de rodio también se utiliza para realzar la belleza y la durabilidad de las piezas.
Blanco de pulverización catódica de rutenio
El rutenio es relativamente escaso en la naturaleza. Los blancos de rutenio son materiales importantes para la fabricación de componentes electrónicos de alta precisión. En la industria de semiconductores, se puede utilizar para fabricar cabezales magnéticos para discos duros, capas de resistencias para circuitos integrados de gran escala y electrodos para pantallas planas de alta definición.
Blanco de pulverización catódica de óxido de indio y estaño
Es un material objetivo compuesto de óxido de indio (In₂O₃) y óxido de estaño (SnO₂) en una proporción determinada, que suele contener alrededor de un 90 % de óxido de indio y un 10 % de óxido de estaño. Se utiliza ampliamente en dispositivos de visualización como pantallas de cristal líquido (LCD), pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), pantallas táctiles, así como en células solares, electrodos transparentes y otros campos.
Blanco de pulverización catódica de holmio
El holmio tiene un número atómico de 67 y un punto de fusión de aproximadamente 1474 °C. En cámaras de imágenes magnéticas cuánticas a escala nanométrica, las matrices de sondas de espín de iones de holmio pueden alcanzar una resolución espacial de 0.5 nm. En baterías médicas nucleares implantables, ofrece la ventaja de un suministro de energía continuo de larga duración.
Ventajas de la pulverización catódica con magnetrón
Excelente calidad de película
Las películas delgadas preparadas mediante pulverización catódica magnetrónica se caracterizan por su buena uniformidad, alta densidad y fuerte adhesión. Esto reduce eficazmente los poros y defectos en la película y mejora sus propiedades mecánicas y estabilidad química. Además, los átomos objetivo forman una fuerte unión con los átomos de la superficie del sustrato durante la deposición, lo que dificulta su desprendimiento.
Amplia gama de materiales aplicables.
La pulverización catódica con magnetrón permite pulverizar prácticamente cualquier metal, aleaciones, semiconductores, aislantes y otros materiales, incluyendo materiales con alto punto de fusión y compuestos complejos. Por ejemplo, metales (aluminio, cobre, titanio, etc.), aleaciones (aleaciones de titanio y aluminio, de níquel-cromo, etc.), semiconductores (silicio, arseniuro de galio, etc.) y aislantes (dióxido de silicio, óxido de aluminio, etc.).
Alta tasa de deposición
En comparación con la tecnología tradicional de pulverización catódica, la pulverización catódica con magnetrón restringe eficazmente el movimiento de los electrones mediante la introducción de un campo magnético, aumenta la probabilidad de colisión entre electrones y átomos de gas y aumenta la densidad del plasma, lo que incrementa significativamente la velocidad de pulverización. Una alta velocidad de deposición permite preparar una película del espesor requerido en menos tiempo, lo que mejora la eficiencia, reduce los costos y resulta ideal para la producción a gran escala.
Baja temperatura del sustrato
En la pulverización catódica por magnetrón, los electrones se confinan cerca del objetivo mediante un campo magnético, lo que reduce su impacto sobre el sustrato y, por consiguiente, su aumento de temperatura. Esta característica es fundamental para materiales de sustrato sensibles a la temperatura (como plásticos, polímeros, chips semiconductores, etc.), a fin de evitar deformaciones, degradación del rendimiento o daños en el sustrato debido a altas temperaturas.
Fuerte controlabilidad
Diversos parámetros de la pulverización catódica por magnetrón (como la potencia de pulverización, el flujo y la relación de gases, la presión de trabajo, la polarización del sustrato, el tiempo de pulverización, etc.) se pueden controlar con precisión para lograr un control preciso del espesor, la composición, la estructura y el rendimiento de la película. Por ejemplo, controlando el flujo del gas de reacción, se pueden preparar películas compuestas de diferentes composiciones; ajustando la potencia de pulverización, se puede controlar la velocidad de crecimiento de la película.
Fácil de industrializar
Los equipos de pulverización catódica con magnetrón se caracterizan por su estructura relativamente simple, su fácil manejo y su buena estabilidad. Según las necesidades, se diseñan sistemas de pulverización catódica con magnetrón de diferentes tamaños, desde pequeños equipos de laboratorio hasta grandes líneas de producción industrial. Asimismo, la tecnología de pulverización catódica con magnetrón permite preparar películas delgadas sobre sustratos de diversas formas y tamaños, incluyendo sustratos planos, curvos y de formas complejas.
Desventajas de la pulverización catódica por magnetrón
Si bien la tecnología de pulverización catódica por magnetrón presenta muchas ventajas, también presenta algunas deficiencias que deben tenerse en cuenta y mejorarse en las aplicaciones prácticas:
Alto costo de equipo
Los equipos de pulverización catódica con magnetrón requieren múltiples componentes complejos, como sistemas de vacío, sistemas de potencia, sistemas de campo magnético, etc., y sus costos de fabricación y mantenimiento son relativamente altos, especialmente para algunos tipos especiales de equipos de pulverización catódica con magnetrón (como la pulverización catódica con magnetrón de RF y la pulverización catódica con magnetrón de pulso).
Baja utilización del material objetivo
En la pulverización catódica con magnetrón, los iones bombardean principalmente áreas específicas en la superficie del material objetivo (generalmente áreas con fuertes campos magnéticos), lo que resulta en una corrosión desigual del material objetivo y la formación de "ranuras de grabado", lo que hace que la tasa de utilización del material objetivo sea baja, generalmente alrededor del 30% -50%.
Alta tensión en la película
La película preparada mediante pulverización catódica magnetrónica suele presentar cierta tensión interna, debido principalmente a la distorsión reticular y los defectos generados durante el proceso de deposición atómica cuando partículas de alta energía bombardean la superficie del sustrato. Una tensión interna elevada puede provocar grietas y desprendimientos de la película.
Sustratos de formas complejas
Si bien la pulverización catódica con magnetrón permite preparar películas delgadas sobre sustratos con formas complejas, resulta difícil garantizar la uniformidad de la película en algunos sustratos con estructuras complejas, como agujeros y ranuras profundas. Debido al movimiento lineal de las partículas pulverizadas, el espesor de la película puede ser reducido o no poder depositarse en la zona de sombra del sustrato.
Algunos materiales son difíciles de pulverizar.
Si bien la pulverización catódica con magnetrón es aplicable a una amplia gama de materiales, el proceso puede resultar difícil para algunos materiales con baja presión de vapor, alto punto de fusión o que forman compuestos fácilmente. Por ejemplo, algunos materiales cerámicos son propensos a la contaminación del blanco durante el proceso de pulverización.
Contaminación potencial
En la pulverización catódica con magnetrón, especialmente en la pulverización catódica reactiva, pueden generarse algunos gases nocivos (como ozono, óxidos de nitrógeno, etc.) o las partículas de polvo generadas durante el proceso de pulverización catódica del objetivo pueden tener un cierto impacto en la salud de los operadores y el medio ambiente.
Aplicaciones de la pulverización catódica con magnetrón
La pulverización catódica por magnetrón se utiliza ampliamente en muchos campos, como la información electrónica, la óptica, las nuevas energías, la biomedicina, la industria aeroespacial, la decoración y la protección, etc. Ya se trate de interconexiones metálicas en circuitos integrados, electrodos transparentes en dispositivos de visualización o capas de absorción en células solares o revestimientos de protección térmica en equipos aeroespaciales, todos dependen del soporte de la tecnología de pulverización catódica por magnetrón.
Electrónicos
La pulverización catódica por magnetrón se utiliza para preparar interconexiones metálicas (como películas de aluminio y cobre), barreras de difusión (como películas de nitruro de titanio y tungsteno), capas aislantes (como películas de dióxido de silicio y nitruro de silicio), etc. En dispositivos de visualización como pantallas de cristal líquido (LCD) y diodos orgánicos emisores de luz (OLED), la tecnología de pulverización catódica por magnetrón se utiliza para preparar electrodos conductores transparentes (como películas de óxido de indio y estaño ITO), electrodos metálicos, capas de aislamiento, etc.
Óptica
La aplicación de la tecnología de pulverización catódica por magnetrón en el campo de la óptica se refleja principalmente en la preparación de películas delgadas ópticas. La preparación de películas antirreflectantes (como películas multicapa de dióxido de silicio y dióxido de titanio alternados) sobre las superficies de lentes ópticas, gafas, pantallas, etc., puede reducir la pérdida de luz por reflexión, mejorar la transmitancia y aumentar la claridad y el brillo de la imagen. Se utiliza para fabricar reflectores (como películas de aluminio y plata), reflectores de resonadores láser, etc. Las películas altamente reflectantes pueden reflejar la mayor parte de la luz incidente y desempeñan un papel importante en telescopios, equipos láser, etc.
Nueva Energía
La aplicación de la tecnología de pulverización catódica por magnetrón en el campo de las nuevas energías se centra principalmente en células solares, baterías de iones de litio, etc., lo que supone un apoyo clave para el desarrollo y la utilización de nuevas energías. En la preparación de células solares de película delgada (células solares de seleniuro de cobre, indio y galio, telururo de cadmio y arseniuro de galio, etc.), la tecnología de pulverización catódica por magnetrón se utiliza para depositar capas clave de película delgada, como capas de absorción, capas de ventana y electrodos transparentes. La tecnología de pulverización catódica por magnetrón puede emplearse para preparar materiales de electrodos y recubrimientos de diafragmas. Por ejemplo, la pulverización catódica de una capa de nanopelícula metálica (como estaño o silicio) sobre la superficie de un electrodo puede mejorar la conductividad y la capacidad de almacenamiento de litio del electrodo.
Biomedicina
La preparación de recubrimientos antibacterianos (como películas de plata y cobre) sobre la superficie de dispositivos médicos (como bisturíes, jeringas y dispositivos médicos implantables) puede inhibir el crecimiento y la reproducción de microorganismos como bacterias y hongos, reducir el riesgo de infección durante el uso de dispositivos médicos y mejorar la seguridad médica. En el caso de dispositivos médicos implantables como prótesis articulares, implantes dentales y stents cardiovasculares, sus superficies deben presentar una buena biocompatibilidad para evitar reacciones de rechazo inmunitario en el cuerpo humano. La preparación de recubrimientos biocompatibles (como películas de titanio, óxido de circonio y nitruro de titanio) sobre las superficies de estos dispositivos mediante tecnología de pulverización catódica magnetrónica puede mejorar sus propiedades superficiales y promover la adhesión y el crecimiento de las células tisulares.
Aeroespacial
El sector aeroespacial impone requisitos extremadamente estrictos en cuanto al rendimiento de los materiales. Las películas preparadas mediante pulverización catódica magnetrónica pueden mejorar significativamente la resistencia a altas temperaturas, la corrosión y el desgaste de los materiales, cumpliendo así con los requisitos de uso de los equipos aeroespaciales. La aplicación de recubrimientos de protección térmica (como películas de óxido de circonio, carburo de silicio y nitruro de silicio) en la superficie de las carcasas de naves espaciales y los componentes de los motores (como álabes de turbinas y cámaras de combustión) puede bloquear eficazmente las altas temperaturas y proteger los componentes de quemaduras en entornos de temperaturas extremas (como el regreso de la nave a la atmósfera o el funcionamiento del motor), garantizando así la seguridad del funcionamiento del equipo.
Conclusión
Partiendo de su principio básico, la tecnología de pulverización catódica por magnetrón puede restringir eficazmente el movimiento de electrones y mejorar la densidad del plasma mediante el efecto sinérgico de los campos eléctricos y magnéticos, lo que permite preparar eficientemente películas delgadas de alta calidad. Es posible procesar prácticamente cualquier tipo de materiales, incluyendo metales, aleaciones, semiconductores, aislantes y compuestos complejos, lo que la hace ampliamente utilizada en diversos campos, como la electrónica de la información, la óptica, las nuevas energías, la biomedicina, la industria aeroespacial, la decoración y la protección. La tecnología de pulverización catódica por magnetrón ha alcanzado grandes logros en las últimas décadas. En el futuro desarrollo de la ciencia y la tecnología, seguirá desempeñando un papel importante y contribuirá en mayor medida a la investigación, el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales, así como al progreso tecnológico en diversas industrias.
1. http://www.semicore.com/what-is-sputtering
2. https://www.intechopen.com/online-first/63559
3.https://en.wikipedia.org/wiki/Sputter_deposition