แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อการระเหย

แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนสำหรับการระเหยคืออะไร?

ภาพรวมของการระเหยของลำแสงอิเล็กตรอน

แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนแบบเบี่ยงเบน

แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนแบบเบี่ยงเบนประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือแหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนที่สร้างไว้ในอุปกรณ์ระเหยสูญญากาศ ซึ่งจะสร้างอิเล็กตรอนแล้วเร่งความเร็วและเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนเป็นลำแสงอิเล็กตรอน และอีกส่วนหนึ่งคือส่วนเบ้าหลอม (เตา) ซึ่งยึดวัสดุระเหยไว้ แหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนเรียกอีกอย่างว่า แหล่งกำเนิด E แหล่งกำเนิด EB และแหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอนประเภท E

รูปต่อไปนี้แสดงภาพของอุปกรณ์ระเหยลำแสงอิเล็กตรอน

คุณสมบัติของการระเหยลำแสงอิเล็กตรอน

แหล่งความร้อนคือพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน การให้ความร้อนโดยตรงแก่สารระเหยจึงมีประสิทธิภาพ
เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของลำแสงอิเล็กตรอนมีขนาดใหญ่ จึงทำให้สามารถระเหยวัสดุต่างๆ ได้ เช่น โลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง ออกไซด์ สารประกอบ และการระเหิด ลำแสงอิเล็กตรอนสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก สามารถสแกนลำแสงอิเล็กตรอนด้วยความเร็วสูงในช่วงที่กำหนดได้ ทำให้สามารถฉายลำแสงด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่เหมาะสมสำหรับวัสดุระเหย ลำแสงอิเล็กตรอนจะเบี่ยงเบนไปที่ 270 องศาหรือ 180 องศา จากนั้นจึงฉายไปที่วัสดุระเหย
ใช้ในสภาวะสูญญากาศสูง (ประมาณ 10-2Pa ถึง 10-5Pa) หมายเหตุ: ชนิดสูญญากาศสูงพิเศษก็มีจำหน่ายเช่นกัน
การใช้เบ้าหลอมและแหล่งระเหยมากกว่าหนึ่งแห่งทำให้สามารถสะสมฟิล์มหลายชั้นได้ในการประมวลผลเพียงครั้งเดียว

การเปรียบเทียบวิธีการสะสมและโครงสร้างของแหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอน

เปรียบเทียบกับวิธีการสะสมอื่น ๆ

อัตราการสะสมจะสูงกว่าวิธีการสปัตเตอร์ หรือ วิธีการ CVD (การสะสมไอทางเคมี)
สามารถสร้างฟิล์มหนากว่า 1 ไมโครเมตรได้อย่างง่ายดาย
การสะสมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงหรือโลหะออกไซด์ที่มีจุดหลอมเหลวสูงเป็นไปได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้ (หรือทำได้ยาก) ด้วยวิธีการให้ความร้อนด้วยความต้านทานหรือวิธีการให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ
เนื่องจากการให้ความร้อนและการเปลี่ยนแปลงพลังงานทันทีสามารถทำได้โดยลำแสงอิเล็กตรอน จึงสามารถควบคุมความหนาของฟิล์มได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำได้ยากหากใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยความต้านทานหรือวิธีการให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ
(ตัวควบคุมความหนาของฟิล์มช่วยให้สามารถควบคุมความหนาของฟิล์มหรืออัตราการสะสมที่ต้องการได้)
เนื่องจากวัสดุระเหยในเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำได้รับความร้อนโดยตรงจากลำแสงอิเล็กตรอน วัสดุระเหยจึงไม่ถูกปนเปื้อนจากวัสดุในเบ้าหลอม (ปราศจากการผสมของสิ่งเจือปนหรือการสร้างโลหะผสม)^{* XNUMX}
วิธีการให้ความร้อนแบบต้านทานหรือวิธีการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำอาจทำให้เกิดการเชื่อมหรือปฏิกิริยากับเรือระเหยหรือเบ้าหลอม

หมายเหตุ 1. แม้ว่าจะใช้วิธีลำแสงอิเล็กตรอน การใช้แผ่นบุเตาในเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำอาจทำให้เกิดการเชื่อมหรือเกิดปฏิกิริยากับวัสดุแผ่นบุได้ ดังนั้นจึงต้องใส่ใจเป็นพิเศษ

โครงสร้างแหล่งกำเนิดลำแสงอิเล็กตรอน

• เส้นใยได้รับพลังงานและให้ความร้อนเพื่อปล่อยอิเล็กตรอนความร้อน
• แรงดันไฟฟ้าสูงเชิงลบ (ปกติ -4 ถึง -10 kV) จะถูกจ่ายให้กับไส้หลอด เพื่อเร่งอิเล็กตรอนความร้อนที่มีความต่างศักย์เทียบกับขั้วบวก
• อิเล็กตรอนที่กระโดดออกมาจะถูกหักเหในสนามแม่เหล็ก (ด้วยแม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้า) และถูกฉายรังสีไปที่วัสดุระเหยในเบ้าหลอม
• กระแสไฟฟ้าจะถูกนำไปยังขดลวดสแกนตามความจำเป็นเพื่อให้ลำแสงอิเล็กตรอนถูกสแกนเพื่อขยายพื้นที่การฉายรังสี

ขอบเขตการประยุกต์ใช้การระเหยลำแสงอิเล็กตรอน

การใช้งาน

1) ฟิล์มออปติคอล/ฟิล์มออกไซด์

ฟิล์มบางออปติกที่มีลักษณะต่างๆ กันสามารถเตรียมได้โดยการสะสมและการเคลือบโลหะออกไซด์ที่มีดัชนีการหักเหแสงต่างกัน รวมถึงฟิล์มป้องกันการสะท้อน ฟิล์มกรอง หรือฟิล์มกระจก ซึ่งช่วยให้สามารถส่งผ่านหรือสะท้อนแถบความยาวคลื่นบางแถบได้

ตัวอย่างเช่น แสดงลักษณะเฉพาะเมื่อฟิลเตอร์ตัดรังสีอินฟราเรดถูกวางลงบนพื้นผิวกระจก
ทำให้แสงที่มองเห็นได้ผ่านเข้ามาและรังสีอินฟราเรดสะท้อนออกมา เนื่องจากมันป้องกันรังสีอินฟราเรด (ลวดร้อน) ไม่ให้ผ่านเข้ามา จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าแผ่นกรองเย็น

เนื่องจากเป็นฟิล์มออกไซด์บาง จึงสามารถนำไปใช้เป็นฟิล์มป้องกัน ฟิล์มฉนวน ฟิล์มนำไฟฟ้าใส เป็นต้น

[ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย]
แว่นตา, กล้องถ่ายรูป (กล้องดิจิตอล/กล้องวิดีโอ/กล้องโทรศัพท์มือถือ), โปรเจ็กเตอร์ LCD, อุปกรณ์ Blu-ray/DVD/CD, เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์, ใยแก้วนำแสง, ฟิล์มกั้นแก๊ส ฯลฯ

2) ฟิล์มโลหะ

เพื่อสร้างฟิล์มอิเล็กโทรดและสายไฟสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและองค์ประกอบ LED จะมีการเคลือบผิวด้วยวัสดุโลหะที่มีความต้านทานต่ำ นอกจากนี้ยังใช้ในฟิล์มตกแต่ง ฟิล์มป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ฟิล์มแข็ง และกระจกสะท้อนแสง เป็นต้น

[ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย]
LED, เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์, อุปกรณ์จ่ายไฟ, ตัวกรอง SAW (คลื่นอะคูสติกพื้นผิว), ไฟ EL อินทรีย์, ไฟ EL อนินทรีย์, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, คอนเดนเซอร์ฟิล์ม, คอนโซลสำหรับพีซีและโทรศัพท์มือถือ, นาฬิกา/เครื่องประดับ, เครื่องมือ ฯลฯ