Các hạt sol sau khi đi ra khỏi đầu phun được định hướng đến bề mặt đế nóng sẽ trải quả các thay đổi về vật lý cũng như hóa học (hình 21). Hai yếu tố chính quyết định sự thay đổi đó là kích thước hạt sol ban đầu và nhiệt độ của đế nóng sẽ làm hạt sol có thể bị bốc hơi, hình thành kết tủa và bay hơi dung môi. Bốn quá trình trong hình 21 mô tả bốn khả năng có thể xảy ra khi phun các hạt sol từ đầu phun lên đế nóng tùy theo kích thước hạt sol và nhiệt độ bề mặt đế được lựa chọn.
36
Khi các hạt sol đến sát bề mặt đế nóng, năng lượng nhiệt không đủ làm bay hơi hoàn toàn dung môi do đó chúng vẫn ở trạng thái hạt sol và va chạm với bề mặt đế. Sau đó, chúng có thể xảy ra quá trình bay hơi dung môi vào tạo thành kết tủa khô, điều này làm giảm động học của phản ứng [30]. Kết quả là khả năng gắn kết của màng vật liệu bị suy giảm đáng kể.
b. Quá trình B
Trong quá trình di chuyển đến bề mặt đế, dung môi liên tục bay hơi và thu nhỏ kích thước hạt sol. Khi đến bề mặt đế, chúng tạo thành kết tủa và xảy ra quá trình nhiệt phân, một phần chúng sẽ bay hơi và ngưng tụ tạo thành những lỗ rỗng giữa các hạt.
c. Quá trình C
Khi đến bề mặt đế nóng, hỗn hợp sol ban đầu ở trạng thái hơi, và nó sẽ trải qua các quá trình phản ứng sau [30]:
- Các phân tử phản ứng khuếch tán lên bề mặt - Hấp phụ một số phân tử lên bề mặt
- Khuếch tán bề mặt và phản ứng hóa học, kết hợp các chất phản ứng vào mạng
- Giải hấp và khuếch tán các phân tử sản phẩm từ bề mặt
Quá trình này tương tự với quá trình diễn ra trong phương pháp CVD, cho phép tạo màng có chất lượng cao và liên kết bền chặt.
d. Quá trình D
Ở nhiệt độ cao, các hạt sol nhanh chóng thu nhỏ kích thước chuyển sang trạng thái kết tủa, bay hơi và xảy ra phản ứng. Sau đó sản phẩm rơi
37
xuống bề mặt đế mà không xảy ra quá trình lắng đọng. Kết quả mạng có chất lượng kém và không đồng đều.