La deposición por haz de iones ( IBD ) es un proceso de aplicación de materiales a un objetivo mediante la aplicación de un haz de iones . [1]
Configuración de deposición por haz de iones con separador de masa
Un aparato de deposición por haz de iones consta normalmente de una fuente de iones, una óptica iónica y el objetivo de deposición. Opcionalmente, se puede incorporar un analizador de masas. [2]
En la fuente de iones , los materiales fuente en forma de gas, sólido evaporado o solución (líquido) se ionizan. Para la deposición de iones atómicos, se emplean la ionización electrónica , la ionización de campo (fuente de iones de Penning) o fuentes de arco catódico . [ cita requerida ] Las fuentes de arco catódico se utilizan particularmente para la deposición de iones de carbono . La deposición de haz de iones moleculares emplea ionización por electropulverización o fuentes MALDI . [3]
Los iones se aceleran, enfocan o desvían mediante voltajes altos o campos magnéticos. Se puede emplear una desaceleración opcional en el sustrato para definir la energía de deposición. Esta energía suele oscilar entre unos pocos eV y unos pocos keV. [3] A baja energía, los haces de iones moleculares se depositan intactos (aterrizaje suave de iones), mientras que a alta energía de deposición, los iones moleculares se fragmentan y los iones atómicos pueden penetrar más profundamente en el material, un proceso conocido como implantación de iones . [4]
La óptica iónica (como los cuadrupolos de radiofrecuencia) puede ser selectiva en masa. En la bioquímica de los iones, se utilizan para seleccionar una sola especie iónica o una variedad de especies iónicas para su deposición con el fin de evitar la contaminación. En el caso de los materiales orgánicos en particular, este proceso suele controlarse mediante un espectrómetro de masas . [5]
La corriente del haz de iones, que es una medida cuantitativa de la cantidad de material depositado, se puede controlar durante el proceso de deposición. La conmutación del rango de masa seleccionado se puede utilizar para definir una estequiometría . [6]
Las principales desventajas de la pulverización catódica por haz de iones son su pequeña área objetivo, baja tasa de deposición y dificultad para depositar películas de gran área con espesor uniforme. [7] Además, el equipo es complejo y tiene altos costos operativos. [8] Estas limitaciones hacen que la pulverización catódica por haz de iones sea menos eficiente para aplicaciones a gran escala. [9]
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