Метод нагрева электронной бомбардировкой имеет ряд досто­инств перед остальными методами. С помощью электронных пуч­ков можно получить поток энергии с большой концентрацией мощ­ности на сравнительно небольшой поверхности испарения (до 5*10⁸ Вт/см²). Практически точечная фокусировка электронного пучка позволяет получить очень высокую температуру, что дает возможность испарять любые, даже самые тугоплавкие, материалы с достаточно большой скоростью испарения. К недостаткам метода следует отнести наличие высокого напряжения (порядка 10 кВ),что требует соблюдения определенных требований техники безопасно­сти.

Современные конструкции испарителей состоят из трех основ­ных частей: электронного прожектора, отклоняющей системы и водоохлаждаемого тигля.

Внешний вид электронно-лучевого испарителя -с отклонением луча на 270° представлен на рис. 7, а, конструктивная схема на рис. 7, б. Электроны, эмиттируемые накальным катодом 1, прохо­дят фокусирующую систему 2 и формируются в луч 3, который от­клоняется в магнитном поле и фокусируется на испаряемом веще­стве 4, расположенном в медном многопозиционном поворотном тигле 5, с водяным охлаждением 6. Магнитное поле создается эле­ктромагнитом 7 и полюсными наконечниками 8. Отраженные эле­ктроны высоких энергий отклоняются на водоохлаждаемую ло­вушку 9 и рассеивают свою энергию. Крышка 10 имеет только ма­лое отверстие для выхода электронного луча и защищает с одной стороны электронный прожектор от температурных влияний тигля, а с другой стороны защищает нагрев подложки от теплового излу­чения накального катода.

Основные технические данные: мощность — 10 кВт, ускоряю­щее напряжение до 10 кВ, ток эмиссии до 1 А.

Испарение материала в дуговых испарителях   осуществляется из областей быстроперемещающихся по поверхности катода ка­тодных микропятен, число которых пропорционально току разряда, и являющихся интенсивными источниками пара, вследствие высо­кой плотности тока в пятне 10⁵—10⁷ А/см2. Высокая концентрация энергии в катодном пятне (10⁷—10⁸ Вт/см²) позволяет получать пленки из сплавов с сохранением компонентного состава. Об­ласть катодного пятна является сосредоточенным источником тепла, приводящим за очень короткое время к возникновению темпе­ратуры, значительно превышающей температуру испарения состав­ляющих сплава. При столь высокой скорости нагрева процессы диф­фузии и фракционирования не происходят, все компоненты сплава из зоны нагрева взрывообразно удаляются и количественный сос­тав пара соответствует составу исходного сплава. Конструктивно испарители на основе вакуумной дуги с холодным катодом состо­ят из двух электродов (центрального эродирующего катода и ци­линдрического анода, разделенных изолятором) и устройства воз­буждения дугового разряда. Так как на электродах выделяются значительные мощности, они выполняются водоохлаждаемыми.

На рис. 8 схематически представлено устройство дугового испа­рителя с электростатическим удержанием (с помощью экранов) катодного пятна. В этом испарителе катод 1 закреплен на медном водоохлаждаемом держателе 5 с помощью шпилек. Охлаждающая вода и электропитание к катодному узлу подается через трубку 4, закрепленную во фланце 2 с помощью герметично уплотненного изолятора 3. Не испаряемая поверхность (наружная поверхность держателя катода, часть поверхности катода и токоподводы, по которым в процессе работы испарителя не должно происходить пе­ремещение катодного пятна электрической дуги) прикрыта экра­ном 7, установленным на изоляторе 3. Возбуждение разряда осу­ществляется электродом поджига 6, электрически, соединенного через токоограничивающее сопротивление с анодом. Отрыв поджи­гающего электрода осуществляется электромагнитом 8, обмотка ко­торого включена последовательно с разрядным устройством, а эле­ктрический контакт с катодом осуществляется пружиной сжатия, воздействующей на якорь электромагнита и через рычажную сис­тему на электрод поджига. Такая система возбуждения обеспечи­вает не только инициирование дуги, но и слежение за разрядом в течение всего времени горения. Электропитание испарителя осуще­ствляется от источника постоянного тока (например, сварочного преобразователя типа НСМ-1000). Дуга надежно возбуждается и разряд поддерживается в широком диапазоне давлений в вакуум­ной камере, вплоть до 10^-6 Па (10^{-8 мм рт. ст.). Существует мини­мальная плотность пара и соответствующая ей наименьшая скорость испарения, ниже которой разряд не поддерживается. Ско­рость эрозии, а значит, и скорость осаждения пленок металлов про­порциональна току дуги. Ввиду нестабильности вакуумной дуги ее относительно длительное горение возможно только при токах раз­ряда, превышающих 60—100 А, что не позволяет осуществлять ре­гулирование скорости испарения в сторону ее уменьшения.}

Серьезной проблемой, с которой приходится сталкиваться при использовании метода испарения металлов вакуумной дугой, явля­ется эмиссия микрочастиц и капель из катодного пятна, вызываю­щая проколы и наросты на пленках. Отделение капельной фазы из потока пара оказывается весьма сложной задачей, поэтому эти испарители можно использовать в тех случаях, где наличие микро­капель в потоке пара не оказывает существенного влияния на свой­ства покрытий и пленок.

При помощи индукционного нагрева можно осуществить испа­рение веществ из тиглей и бестигельное испарение из капли, нахо­дящейся во взвешенном состоянии в электромагнитном поле индук­тора. При этом целиком отпадают проблемы, связанные с взаимо­действием между испаряемым веществом и испарителем. Однако такого рода нагрев еще недостаточно разработан.

К недостаткам индукционного метода нагрева следует отнести высокую стоимость оборудования и низкий электрический КПД из-за необходимости применения преобразователей частоты, невоз­можность непосредственного испарения диэлектриков (для этого приходится применять промежуточные нагреватели) и невозмож­ность в практических условиях изменять частоту генератора, что приводит к необходимости использования специальных индукторов для испарения различных материалов.

На рис. 9 изображен керамический тигель с индукционным на­гревом. При плавлении масса металла 2 под действием сил элект­ромагнитного поля, создаваемого катушкой 1, поднимается таким образом, что поверхность соприкосновения нагретого до высокой температуры металла с тиглем 3 оказывается минимальной. В ре­зультате происходит ослабление химических реакций между испа­ряемым металлом и тиглем.

В лазерных испарителях нагрев испаряемого вещества, поме­щенного в вакуум, осуществляется при помощи фокусированного излучения лазера, находящегося вне вакуумной камеры.

Нанесение пленок с помощью лазеров возможно благодаря сле­дующим свойствам луча: точной фокусировке светового пятна с по­мощью несложных оптических систем; высокой плотности энергии в луче (10⁹—10¹⁰ Дж/см2), достаточной для испарения любого не­прозрачного материала; точной дозировке энергии излучения.

Большое достоинство этого способа заключается в том, что при испарении с помощью лазерного излучения может быть разогрет только небольшой участок испаряемого вещества, что позволяет ис­ключить загрязнения, вносимые газоотделением из разогретых час­тей обычных испарительных систем.