Средняя длина свободного пробега атомов при термическом вакуумном испарении и зависимость ее технологических факторов

Длина свободного пробега молекулы — это среднее расстояние (обозначаемое λ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

При низком вакууме средняя длина свободного пути молекул значительно меньше характерного размера сосуда d,. Молекулы при этом испытывают преимущественно постоянные столкновения друг с другом, вследствие чего их путь представляет собой ломанные линии. При столкновении со стенками сосуда молекулы газа удерживаются на них, т.е адсорбируются.

Упрощенная схема рабочей камеры для напыления пленок методом термического вакуумного испарения ТВИ

1–вакуумный колпак из нержавеющей стали; 2–подогрев подложек; 3-подложка; 4–подложкодержатель с подложкой, на который может быть размещен и трафарет – съемная маска; 6- испаряемый материал; 7 – испаритель, который нагревается до условной температуры испарения; 8-токоввод; 9–вакуумное уплотнение; 10- плита корпуса вакуумной установки; 11 – герметичные изоляторы для токовводов.

Высокий вакуум характеризуется тем, что средняя длина свободного пути молекул значительно больше характерного размера сосуда d. При высоком вакууме в сильно разряженном газе хотя и сохраняется хаотический характер движения молекул, но взаимодействие между ними из-за малого количества практически исчезает и они движутся прямолинейно в пределах предоставленного объема, сталкиваясь в основном со стенками сосуда. Ударившись о стенку сосуда и пробыв очень малое время в адсорбированном состоянии, молекулы отрываются и летят в случайных направлениях. Поэтому некоторые части стенок сосуда могут быть свободны от слоя адсорбированных молекул газа.

Средний вакуум характеризуется тем, что средняя длина свободного пути молекулприблизительно равна характерному размеру сосуда. При чем возможны траектории движения молекул, частично присущие условиям низкого, а частично высокого вакуума.