الهباء الجوي ترسب (AD) هو عملية ترسب سميك بين الأفلام التي يمكن أن تنتج طبقات تصل إلى عدة مئات من ميكرومتر سميكة ذات الكثافة أكبر من 95٪ من الجزء الأكبر 1. ويعتقد أن عملية الترسيب يحدث من خلال عملية مستمرة من تأثير، وكسر أو تشوه، التصاق، والتكثيف من الجسيمات الشكل 1 يصور هذه العملية على شكل سلسلة من الخطوات التي تبين تأثير الجسيمات والتكثيف على مدى عدة خطوات. كما هو مبين، والجزيئات تتحرك نحو الركيزة مع سرعة نموذجية من 100-500 متر / ثانية. كما أثر الجسيمات الأولية مع الركيزة أنها كسر والتمسك الركيزة. توفر هذه الطبقة ترسيخ التصاق الميكانيكية بين الركيزة والفيلم بالجملة. كما تحدث الآثار اللاحقة الجسيمات الأساسية هي كسر على نحو متزايد، الالتزام، وزيادة مكثف. هذه العملية من تأثير مستمر، والانكسار، والتكثيف تعمل على ضغط الفيلم الأساسي والسندات وتبكيtallites وإنتاج الفيلم مع كثافة تصل إلى أكثر من 95٪ من المواد السائبة.

الشكل 1. رسم توضيحي لعملية الترسيب. يظهر لوحة وثلاثة جسيمات تتحرك نحو الركيزة مع سرعة نموذجية من 100-500 متر / ثانية. لوحة B يظهر نتيجة للتأثير، والانكسار، والتصاق الجسيمات الأول. لوحات C و D تظهر الأثر اللاحق للجزيئات الثانية والثالثة، الأمر الذي يزيد من التعاقد الفيلم الأساسي والسندات البلورة. والنتيجة هي فيلم مع كثافة أكبر من 95٪ من المواد السائبة (مستنسخة بإذن من المرجع 19). يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
والميزة الرئيسية لAD هي أن deposition يحدث تماما في المحيط RT. وبالتالي تمكين النمو الفيلم، على سبيل المثال، من مادة عالية الذوبان في درجة الحرارة (مسحوق البدء) على ركيزة منخفضة ذوبان في درجة الحرارة. معدل الترسيب يمكن أن تصل إلى عدة ميكرومتر في الدقيقة الواحدة ويتم تنفيذ في ظروف فراغ معتدلة من 1-20 عربة في غرفة خلع. وتظهر عملية القدرة على الارتقاء إلى مناطق ترسيب كبيرة جدا وأخيرا، فإنه يمكن إيداع conformally 2
هناك العديد من النظم المواد التي يدرسها AD لمجموعة واسعة من الاستخدامات، مثل لفائف 3، الطلاءات المقاومة للتآكل 4، 5 piezoelectrics، multiferroics 6، 7 magnetoelectrics الثرمستورات 8، 9 أفلام الحرارية، العوازل المرنة 10، يزرع الأنسجة الصلبة وbioceramics 11، الشوارد الصلبة 12، وphotocatalysts 13. للتطبيقات لأجهزة الميكروويف والأفلام المغناطيسية للسيفيراهناك حاجة ل مئات ميكرومتر في السمك التي من شأنها أن تكون متكاملة من الناحية المثالية مباشرة إلى عناصر وحات الدوائر الالكترونية. أحد التحديات لتحقيق هذا التكامل هو نظام درجات الحرارة العالية اللازمة لتصنيع أفلام الفريت (انظر مراجعة من قبل هاريس وآخرون. 14)، مثل العقيق الحديد الإيتريوم (YIG). لهذا السبب AD يبدو أن الخيار الطبيعي لتحقيق التقدم جديدة محتملة في المغناطيسية تكنولوجيا الدوائر المتكاملة. عملية منخفضة التكلفة، وارتفاع معدل الترسيب، وبساطة AD حفزت الاهتمام من قبل الباحثين في ألمانيا، وفرنسا، واليابان، وكوريا، والآن في الولايات المتحدة.
الرقم 2 هو الرسم يحدد الإعداد الأساسي لأداء ترسب الهباء الجوي. يتم مراقبة الضغط في المواقع ملحوظ P AC، DC P، وP H للغرفة الهباء الجوي، غرفة الترسيب، ورئيس المضخة، على التوالي. تدفق الغاز، التي تسيطر عليها وحدة تحكم تدفق كتلة (MFC)، يدخل الهباء الجويغرفة وaerosolizes المسحوق. يتم ضخ غرفة ترسب لإنشاء فرق الضغط بين الغرفتين، مما تسبب في تدفق الجسيمات من خلال مستطيلة (0.4 مم × 4.8 مم) فتح فوهة.

الشكل 2. المكونات الرئيسية في نظام NRL ADM وتتم مراقبة ضغط في مواقع ملحوظ P AC، DC P، وP H للغرفة الهباء الجوي، غرفة الترسيب، ورئيس المضخة، على التوالي. الاطلاع على النص لمزيد من التفاصيل. (حقوق الطبع والنشر (2014) والجمعية اليابانية للفيزياء التطبيقية، مستنسخة من المرجع 20). يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
متوسط حجم جسيم YIG الفردية في هذا العمل هو 0.5 ميكرون. تأثير التكتل يسبب هذهالجزيئات الصغيرة لتشكيل تكتلات أكبر من ذلك بكثير والتي تتراوح في حجمها من حوالي 10 ميكرون إلى حوالي 400 ميكرون. السيطرة على حجم وتسليم معدل التكتل أمر ضروري لتحقيق فيلم كثيفة بشكل جيد. وهذا يتطلب تكوين دائرة الهباء الجوي التي تسمح بانتقاء حجم وموحد تدفق الجسيمات في غرفة خلع. المسحوق هو قبل المصفى لإزالة أي تكتلات أكبر من 53 ميكرومتر قبل أن يتم تحميلها في غرفة الهباء الجوي. ويتضح تكوين غرفة الهباء الجوي المستخدمة في هذا العمل في الشكل (3). يدخل غاز النيتروجين من خلال أربع فتحات مدخل (تظهر اثنين في الشكل 3) الواقعة على جانبي الجزء السفلي من الغرفة. يتفاعل الغاز مع مسحوق YIG (كما هو موضح باللون الأخضر) لإنتاج الهباء الجوي يتألف من توزيع الجسيمات المكتل أحجام أقل من 53 ميكرون. محرضا على قاعدة للغرفة الهباء الجوي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لوحة وصدي باستمرار للحفاظ على مسحوق الانتقال إلىتدفق الغاز. وتكتلات تؤثر مرشح 45 ميكرون، والسماح الكتل التي يقل حجمها عن 45 ميكرون لدخول مدخل فوهة. عند دخول فوهة مدخل للتكتلات وتسارع إلى سرعة كبيرة وإخراجه إلى غرفة خلع (لا يظهر) لأداء الترسيب. قضيب الفولاذ المقاوم للصدأ يربط الجزء السفلي من مرشح لقاعدة المحرض (لا يظهر) للمساعدة في تصفية انسداد دي.

الشكل 3. رسم توضيحي لتكوين غرفة الهباء الجوي الداخلي، مع فلتر، فوهات مدخل، ومسحوق YIG مبين. انظر النص لمزيد من التفاصيل.
تفاصيل هذا التقرير الإجراء التجريبي لأداء AD باستخدام نظام مبنية خصيصا المذكورة أعلاه لإنتاج الأفلام كثيفة من YIG. وتعرض نتائج ممثلة لفيلم 11 ميكرون سميكة المنتجة في هذا النظام باستخدام scanninالمجهر ز إلكترون (SEM)، وملامح سمك، والرنين المغناطيسية (نشرة الهجرة القسرية). ليس المقصود النتائج المقدمة أن تكون دراسة متعمقة من الخواص المغناطيسية أو الهيكل المادي للفيلم، ولكن كما مظاهرة من الأفلام التي تنتجها هذه التقنية. الرجاء النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.