2. Методи очищення поверхні підкладки

Якість та міцність плівок, отриманих як за допомогою катодного розпорошування, так і термічним випаровуванням. визначаються в основному ретельним попереднім очищенням підкладки. Оскільки очищення в основному полягає у видаленні надзвичайно тонких шарів жирних кислот, майже всі способи очищення базуються на застосуванні концентрованих кислот або лугів з наступним промиванням підкладки дистильованою водою.

Найкращим способом очищення для катодного розпорошування є кип’ятіння підкладки з наступним промиванням її дистильованою водою. Потім поверхню покривають шаром колодію. В іншому випадку протирання поверхні роблять сумішшю спирту, аміаку та крейди. Корисним з точки зору міцності отриманого шару є також прогрівання підкладки у вакуумі при 200 ^°С.

Ефективне очищення підкладки можливе також за допомогою електронного бомбардування. Міцність шару, тим паче коли він застосовується для дослідження його властивостей, не може бути мірою чистоти підкладки, через те що міцний зв`язок шару з підкладкою може здійснюватись за рахунок шорсткості поверхні останньої внаслідок хімічної обробки, бомбардування і т.ін. В установках для катодного розпорошування підкладку очищують електронним бомбардуванням, для чого тиск газу знижують до тих пір, поки електрони, що вилітають з катода, не будуть спроможні досягати її поверхні. При термічному випаровуванні спіраль може використовуватись як катод, а металева оправка, що закріплює підкладку - як анод.

3. Умови конденсації розпорошуваних частинок

При конденсації парів металів на підкладку з кварцу, скла і т.п. надзвичайно важливо знати, скільки з числа падаючих на підкладку атомів конденсується на ній; це необхідно для розрахунку товщини шару за кількістю випаровуваної речовини.

Суттєвою для прилипання атомів металу до скляної підкладки є її температура. Існують дані для "критичної температури", вище якої атоми ряду металів майже повністю відбиваються від підкладки, слідуючи закону косинуса.

Ці дані справедливі тільки за певних умов експерименту, оскільки відбиття атомів металу можна пояснити їх повторним випаровуванням після короткого часу перебування на підкладці, причому цей час залежить від її температури. Тому суттєву роль тут відіграє ще й інтенсивність випаровування, тобто проміжок часу між попаданням окремих атомів з випаровувача на підкладку. Якщо густина парів велика, то до атомів металу за час перебування їх на підкладці додається ще деяка кількість атомів. Вони групуються разом та утримують всі наступні атоми. Це призводить до того, що утворення шару може відбутись при настільки високій температурі, за якої пари з меншою густиною повністю відбивалися б від підкладки. Можливість утворення цих важливих для формування шару зародків залежить, окрім величини поверхні, в значній мірі також від рухливості атомів металу вздовж підкладки, тобто від температури, чистоти та інших фізичних і хімічних властивостей останньої.

4. Пристрої для термічного випаровування

Для випаровування легкоплавких металів часто застосовуються кварцеві або шамотові тиглі з великою поверхнею випаровування. Нагрівання металу здійснюється струмами високої частоти.

Поверхня, що покривається, розміщується при цьому горизонтально в безпосередній близькості від випаровувача.

Для випаровування тугоплавких металів застосовують дротинки з того ж металу або дротинки, покриті випаровуваним металом електролітичним шляхом, які нагріваються електричним струмом.

Оскільки джерела з великою поверхнею випаровування не забезпечують отримання рівномірних шарів, останнім часом користуються майже без винятку точковими джерелами, розміщеними на достатньо великій відстані від підкладки. Перевагою цих джерел є простота їх будови. Випаровуваний метал у вигляді дроту намотується на спіральну або V-подібну нитку розжарення, або шматочок випаровуваного металу розміщується у циліндричну або конусоподібну розжарювану спіраль; застосовуються також човники різної форми, в яких, для фіксації краплі розплавленого металу, доцільно мати спеціальне заглиблення. Як розжарювану (електричним струмом) дротину використовують дротину з тугоплавких металів (вольфрам, молібден, платина та інші). Випаровуваний метал розплавляється та збирається у вигляді краплі на найбільш низько розташованій ділянці розжарюваної дротини. Ця крапля випаровується рівномірно на всі боки при рівноважному тиску пари 0,01 мм рт.ст. Необхідною умовою успішного проведення цього процесу є добре змочування дротини випаровуваним металом: у противному випадку крапля може зірватись.