Tyhjiöputkipäällystyksen periaate tyhjiöpäällystyskoneissa on, että sähkökentän vaikutuksesta substraattia kohti kiihdytetyt elektronit törmäävät argonatomeihin ionisoituen suureksi joukoksi argonioneja ja elektroneja. Sitten elektronit lentävät kohti substraattia. Sähkökentän kiihdyttämät argon-ionit pommittavat kohdemateriaalia ja sputteroivat ulos suuren määrän kohdeatomeja, jotka neutraaleina kohdeatomeina (tai molekyyleinä) kerrostuvat alustalle muodostaen kalvon. Toissijaiset elektronit kiihtyessään kohti substraattia ovat magneettikentän Lorentzin voiman vaikutuksen alaisia ja ne rajoittuvat plasma-alueelle lähellä kohdepintaa. Tällä alueella on korkea plasmatiheys, ja sekundaariset elektronit liikkuvat magneettikentän vaikutuksesta ympyräliikkeellä kohdepinnan ympärillä.
Tämä pitkä liikerata sisältää jatkuvia törmäyksiä argonatomien kanssa, jotka ionisoituvat suureksi määräksi argon-ioneja, jotka pommittavat kohdemateriaalia. Useiden törmäysten jälkeen elektronit menettävät vähitellen energiaa, irtautuvat magneettikenttäviivoista, siirtyvät pois kohdemateriaalista ja lopulta kerrostuvat alustalle. Nyt keskitaajuisen magnetronin sputterointikohteen lisäämisen myötä kohdemateriaali kiihdyttää ja pommittaa kalvon haihtuvia molekyylejä sähkökentän vaikutuksesta, mikä sputteroi ulos suuren määrän kohdeatomeja.
Neutraalit kohdeatomit (tai molekyylit) kerrostetaan alustalle muodostaen kalvon, joka ratkaisee kalvotyyppien ongelman, jota ei aikaisemmin voitu käsitellä luonnollisella haihduttamalla, kuten titaanipinnoitus, zirkoniumpinnoitus jne.
Tällä hetkellä alumiini{0}}typpikomposiittikalvoa käytetään yleisesti tyhjiöputkissa. Koko kalvo koostuu kolmesta kerroksesta: sisä-, keski- ja ulkokerroksesta, joista jokaisella on oma tehtävänsä. Sisäkerros on heijastava kerros, jonka päätehtävänä on estää putkessa olevan kuuman veden lämmön säteileminen ulospäin.
Keskikerros on absorptiokerros, jonka päätehtävä on absorboida valoenergiaa ja muuntaa se lämpöenergiaksi.
Ulkokerros on heijastamaton{0}}kerros, jonka päätehtävä on vähentää auringonvalon heijastusta ja lisätä auringonvalon absorptionopeutta.
