Was ist der Hauptgrund dafür, dass Vakuumbedampfen im Hochvakuum (z. B. bei etwa 10⁻⁴ Pa) durchgeführt wird?

Lösung: A. Damit die mittlere freie Weglänge deutlich größer ist als der Abstand zwischen Verdampfungsquelle und Substrat und die verdampften Atome ohne Streuung das Substrat erreichen

Die mittlere freie Weglänge ist umgekehrt proportional zum Druck; in Luft bei Raumtemperatur beträgt sie bei 1 Pa einige mm, bei 10⁻⁴ Pa dagegen einige zehn m. Ist die mittlere freie Weglänge deutlich größer als der Abstand von der Verdampfungsquelle zum Substrat (einige zehn cm bis etwa 1 m), stoßen die verdampften Atome kaum mit dem Restgas zusammen und erreichen das Substrat geradlinig. Auch eine Verunreinigung der Schicht durch Sauerstoff oder Wasser aus dem Restgas wird verhindert. Der Schmelzpunkt ändert sich durch die Druckabsenkung kaum, und da der Umgebungsdruck niedrig ist, verdampft das Material eher leichter. Im Vakuum entfällt zwar der Wärmeaustausch durch Konvektion, doch die Kristallinität der Schicht zu verbessern, ist nicht der Hauptzweck des Hochvakuums.