कैथोलिक आर्क डिस्पोजिशन या आर्क-पीवीडी एक भौतिक वाष्प जमा करने की तकनीक है जिसमें कैथोड लक्ष्य से सामग्री को वाष्पीकृत करने के लिए एक विद्युत चाप का उपयोग किया जाता है । वाष्पीकृत सामग्री तब एक सब्सट्रेट पर केंद्रित होती है, जो पतली फिल्म बनाती है । तकनीक का उपयोग धातु , सिरेमिक और समग्र फिल्मों को जमा करने के लिए किया जा सकता है ।

कैथोडिक आर्क जमा करने की प्रक्रिया:

चाप वाष्पीकरण प्रक्रिया एक कैथोड (लक्ष्य के रूप में जाना जाता है) की सतह पर एक उच्च वर्तमान , कम वोल्टेज चाप के हड़ताली से शुरू होती है जो एक छोटे से (आमतौर पर कुछ माइक्रोमेरेस चौड़े) को जन्म देती है, अत्यधिक ऊर्जावान उत्सर्जन क्षेत्र जिसे कैथोड कहा जाता है मौके। कैथोड स्पॉट पर स्थानीय तापमान बहुत अधिक (लगभग 15000 डिग्री सेल्सियस) होता है, जिसके परिणामस्वरूप वाष्पीकृत कैथोड सामग्री का उच्च वेग (10 किमी / सेक) जेट होता है, जो कैथोड सतह पर पीछे एक क्रेटर छोड़ देता है। कैथोड स्पॉट केवल थोड़े समय के लिए सक्रिय होता है, फिर यह पिछले क्रेटर के नजदीक एक नए क्षेत्र में स्वयं बुझ जाता है और फिर से आग लग जाता है। यह व्यवहार चाप की स्पष्ट गति का कारण बनता है।

चूंकि चाप मूल रूप से वर्तमान वाहक कंडक्टर होता है, यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अनुप्रयोग से प्रभावित हो सकता है, जिसका अभ्यास अभ्यास की पूरी सतह पर चाप को तेजी से स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, ताकि समय के साथ कुल सतह खराब हो जाए।

चाप में अत्यधिक उच्च शक्ति घनत्व होता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च स्तर का आयनीकरण (30-100%), एकाधिक चार्ज आयन , तटस्थ कण, क्लस्टर और मैक्रो-कण (बूंद) होते हैं। अगर वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान एक प्रतिक्रियाशील गैस पेश की जाती है, तो आयन प्रवाह के साथ बातचीत के दौरान पृथक्करण , आयनीकरण और उत्तेजना हो सकती है और एक यौगिक फिल्म जमा की जाएगी।

आर्क वाष्पीकरण प्रक्रिया का एक नकारात्मक पक्ष यह है कि यदि कैथोड स्पॉट बहुत लंबे समय तक वाष्पीकरण बिंदु पर रहता है तो यह बड़ी मात्रा में मैक्रो-कणों या बूंदों को निकाल सकता है। ये बूंदें कोटिंग के प्रदर्शन के लिए हानिकारक हैं क्योंकि उनका खराब पालन किया जाता है और कोटिंग के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है। इससे भी बदतर यदि कैथोड लक्ष्य सामग्री में कम पिघलने वाला बिंदु होता है जैसे कि एल्यूमीनियम कैथोड स्पॉट लक्ष्य के माध्यम से वाष्पित हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप लक्षित बैकिंग प्लेट सामग्री को वाष्पीकरण या कक्ष में प्रवेश करने वाले पानी को ठंडा किया जा सकता है। इसलिए, पहले वर्णित चुंबकीय क्षेत्र आर्क की गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। यदि बेलनाकार कैथोड का उपयोग किया जाता है तो कैथोड को जमाव के दौरान भी घुमाया जा सकता है। कैथोड स्पॉट को एक स्थिति में रहने की इजाजत नहीं देकर बहुत लंबे एल्यूमीनियम लक्ष्यों का उपयोग किया जा सकता है और बूंदों की संख्या कम हो जाती है। कुछ कंपनियां फ़िल्टर किए गए आर्कों का भी उपयोग करती हैं जो बूंदों को कोटिंग फ्लक्स से अलग करने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करती हैं।

कैथोलिक आर्क जमा आवेदन:

कैथोलिक आर्क डिस्पोजिशन का उपयोग सक्रिय रूप से अत्यधिक कठिन फिल्म को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है ताकि वे काटने के उपकरण की सतह की रक्षा कर सकें और अपने जीवन को काफी हद तक बढ़ा सकें। पतली हार्ड-फिल्म की एक विस्तृत विविधता, सुपरहार्ड कोटिंग्स और नैनोकोमोसाइट कोटिंग्स को टीआईएन , टीआएलएनएन , सीआरएन , जेआरएन , अलक्रिटिन और टीआएलएसआईएन सहित इस तकनीक द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है।

यह विशेष रूप से हीरे की तरह कार्बन फिल्म बनाने के लिए कार्बन आयन जमावट के लिए काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चूंकि आयनों को सतह से बल से विस्फोटित किया जाता है, यह न केवल परमाणुओं के लिए आम है, लेकिन परमाणुओं के बड़े समूहों को बाहर निकाला जाना चाहिए। इस प्रकार, इस तरह के सिस्टम को जमाव से पहले बीम से परमाणु क्लस्टर को हटाने के लिए एक फ़िल्टर की आवश्यकता होती है। फ़िल्टर किए गए चाप से डीएलसी फिल्म में स्पा ³ हीरा का अत्यधिक उच्च प्रतिशत होता है जिसे टेट्राहेड्रल असफ़ोर कार्बन या ता-सी के नाम से जाना जाता है ।

फ़िल्टर किए गए कैथोडिक आर्क का उपयोग आयन इम्प्लांटेशन और प्लाज़्मा इमर्सन आयन इम्प्लांटेशन एंड डिपाजिशन (पीआईआईआई और डी) के लिए धातु आयन / प्लाज्मा स्रोत के रूप में किया जा सकता है।

दौर कैथोडिक आर्क कैथोड और बेलनाकार आर्क कैथोड व्यापक रूप से विभिन्न पीवीडी सजावटी कोटिंग्स के लिए उपयोग किया जाता है।

मल्टी आर्क वैक्यूम कोटर डिजाइन:

Sablev प्रकार कैथोलिक आर्क स्रोत, जो पश्चिम में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, में एक खुले अंत के साथ कैथोड में एक लघु बेलनाकार आकार विद्युत प्रवाहकीय लक्ष्य होता है। इस लक्ष्य में एक विद्युत-फ्लोटिंग धातु की अंगूठी है जो एक आर्क कैदीन रिंग (Strel'nitskij ढाल) के रूप में काम कर घिरा हुआ है। सिस्टम के लिए एनोड या तो वैक्यूम कक्ष दीवार या एक अलग एनोड हो सकता है। आर्क स्पॉट यांत्रिक ट्रिगर (या इग्निटर) द्वारा कैथोड और एनोड के बीच एक अस्थायी रूप से शॉर्ट सर्किट बनाने के लक्ष्य के खुले अंत में हड़ताली द्वारा उत्पन्न होते हैं। चाप उत्पन्न होने के बाद उन्हें चुंबकीय क्षेत्र द्वारा संचालित किया जा सकता है या चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में यादृच्छिक रूप से स्थानांतरित किया जा सकता है।

कैथोडिक आर्क स्रोत से प्लाज्मा बीम में परमाणुओं या अणुओं (जिसे मैक्रो-कण कहा जाता है) के कुछ बड़े क्लस्टर होते हैं, जो इसे किसी भी प्रकार के फ़िल्टरिंग के बिना कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी होने से रोकते हैं। मैक्रो-कण फिल्टर के लिए कई डिज़ाइन हैं और सबसे अधिक अध्ययन किए गए डिज़ाइन II Aksenov et al द्वारा काम पर आधारित है। 70 के दशक में इसमें आर्क स्रोत से 9 0 डिग्री पर एक चौथाई-टोरस नलिका होती है और प्लाज़्मा ऑप्टिक्स के सिद्धांत द्वारा प्लाज्मा को नली से बाहर निर्देशित किया जाता है।

ऐसे डिज़ाइन जैसे अन्य रोचक डिज़ाइन भी हैं जो डीए कार्पोव द्वारा 90 के दशक में रिपोर्ट किए गए कंक आकार वाले कैथोड के साथ अंतर्निहित सीधी नलिका फ़िल्टर शामिल करते हैं। रूस और पूर्व यूएसएसआर देशों में पतली हार्ड-फिल्म कोटर और शोधकर्ता दोनों के बीच यह डिजाइन काफी लोकप्रिय हो गया। कैथोलिक आर्क स्रोत लंबे ट्यूबलर आकार (विस्तारित-आर्क) या लंबे आयताकार आकार में बनाया जा सकता है लेकिन दोनों डिज़ाइन कम लोकप्रिय होते हैं।

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