2.4 Pembentukan Lapisan Tipis
Pada tekanan yang sesuai untuk penguapan, uap bahan pelapis dalam bentuk atom-atom datang dan menempel pada substrat yang skemanya
seperti ditunjukkan pada Gambar 2-4.a. Apabila atom-atom yang datang itu menghampiri substrat, atom-atom tersebut akan mengalami medan gaya dari
permukaan substrat. Kondensasi permulaan dari bahan pelapis adalah dengan
terbentuknya lapisan adsorpsi dari atom-atom evaporasi pada permukaan substrat. Pada permukaan substrat terdapat beribu-ribu “adsorption site”.
Pada setiap “adsorption site” ini atom yang datang akan terikat dengan energi adsorpsi tertentu. Energi adsorpsi adalah daya tarik menarik antara
atom yang diadsorp dengan substrat. Atom-atom yang sudah tertanam dalam “adsorption site” ada
kemungkinan untuk meninggalkan permukaan substrat kembali reevaporasi. Untuk reevaporasi diperlukan energi yang sama besar dengan
energi adsorpsi. Selain reevaporasi, atom-atom itu kemungkinan berpindah tempat atau melompat ke “adsorption site” lain yang berdekatan Gambar
2-4.b. Energi yang diperlukan untuk berpindah tempat atau melompat ini disebut energi difusi permukaan, dimana energi ini lebih kecil dari pada
energi adsorpsi. Atom-atom yang berpindah tempat tersebut kemungkinan akan
mengalami tumbukan sehingga membentuk pasangan ikatan atom Gambar 2-4.c. Pasangan ikatan atom tersebut mungkin akan terevaporasi, pecah
menjadi atom tunggal lagi atau bergabung dengan atom lainnya, sehingga membentuk gabungan tiga atom yang lebih stabil dibandingkan gabungan
dua atom dan sangat kecil kemungkinan untuk terevaporasi. Selanjutnya akan terbentuk gabungan empat atom yang lebih stabil, kemudian terbentuk
gabungan lima atom dan seterusnya. Atom-atom yang bergabung menjadi satu kelompok ini kemudian membentuk kelompok-kelompok yang disebut
“pulau”. Dari pulau yang kecil ini akan terbentuk pulau-pulau yang terus bertambah menjadi pulau yang lebih besar dan lebih stabil.
d nukleasi
a Atom mengenai
b
b migrasi reevaporasi
e growth stage
c bertumbukan
f perpaduan
Gambar 2.4. Tingkat pembentukan lapisan tipis
Pembentukan pulau-pulau yang stabil dalam proses pertumbuhan lapisan tipis ini dikenal dengan nama “nukleasi” Gambar 2-4.d yang
kemudian akan membentuk lapisan yang paling stabil. Dengan penambahan atom-atom pada nukleasi menyebabkan nukleasi tersebut terus berkembang,
keadaan ini disebut dengan keadaan tumbuh atau growth stage Gambar 2- 4.e.
Deposit yang terus menerus menghasilkan pembesaran nukleus, akhirnya nukleus-nukleus ini akan berpadu membentuk nukleus tunggal.
Keadaan ini disebut “coalescence stage” Gambar 2-4.f. Bila gaya tarik antara atom-atom dengan substrat gaya adhesi lebih
besar dari pada gaya tarik antara atom-atom uap bahan pelapis itu sendiri gaya kohesi, maka akan terbentuk lapisan yang seragam dan lapisan tipis
yang terbentuk akan tahan lebih lama. Sebaliknya bila gaya kohesi lebih besar dari pada gaya adhesinya, akan terjadi lapisan yang bertimbunan tidak
merata dan lapisan tipis yang terbentuk tidak tahan lama. Akhirnya pembesaran nukleus tunggal ini akan menghasilkan lapisan yang kontinu
dan terbentuklah suatu lapisan tipis. Setelah terbentuk lapisan pada substrat, maka atom-atom bahan
pelapis yang datang ke substrat akan menumbuki atom-atom bahan pelapis yang telah terdeposit pada permukaan substrat. Pada keadaan ini energi
ikatannya tinggi dan sedikit sekali kemungkinan terjadi refleksi atau desorpsi. Kekuatan ikatan antara atom-atom bahan pelapis yang mengenai
substrat dengan lapisan bahan teratas pada substrat sangat mempengaruhi pelengketan dari lapisan itu.
2.5 Sifat Optik
Kategori