Was ist dünne Filmablagerung?

Dünnfilmablagerung ist eine in der Industrie verwendete Technik, um eine dünne Beschichtung auf ein bestimmtes Entwurfsteil aus einem Zielmaterial anzuwenden und ihre Oberfläche mit bestimmten Eigenschaften zu infundieren.Dünnfilmbeschichtungen werden angewendet, um die optischen Eigenschaften von Glas, die korrosiven Eigenschaften von Metallen und die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern zu ändern.Es werden mehrere Ablagerungstechniken verwendet, um Atome oder Moleküle jeweils eine Schicht hinzuzufügen, zu einer Vielzahl von Materialien, denen es an wesentlichen Oberflächeneigenschaften fehlt, die dünne Beschichtungen liefern.Jedes Design, für das eine Beschichtung mit minimalem Volumen und Gewicht erforderlich ist, kann von der Ablagerung von Dünnfilmen profitieren, die ein Zielmaterial einer energetischen Umgebung aus Flüssigkeit, Gas oder Plasma ausgesetzt ist.

Die ersten Rohölbeschichtungen wurden im ersten Jahrtausend verwendet, um sich zu verbessernDie reflektierenden Eigenschaften von Glas für Spiegel.In den 1600er Jahren wurde von venezianischen Glasmachern raffiniertere Beschichtungstechniken entwickelt.Erst im 19. Jahrhundert gab es Präzisionsmethoden zum Auftragen von dünnen Beschichtungen, wie z.Ionen.Wenn ein Strom durch die Lösung geleitet wird, werden die Ionen auf die Oberfläche eines Teils gezogen, um langsam eine dünne Metallschicht zu erzeugen.Semisoliden Lösungen, die als Sol-Gels bezeichnet werden, sind ein weiteres Mittel zur chemischen Ablagerung von Dünnfilmen.Solange die Beschichtungspartikel ausreichend klein sind, bleiben sie im Gel lange genug in Suspension, um sich in Schichten zu organisieren und eine gleichmäßige Beschichtung zu liefern, wenn die Flüssigkeitsfraktion in einer Trocknungsphase entfernt wird.Filmablagerung, bei der ein Teil in einem energiegeladenen Gas oder Plasma beschichtet ist, normalerweise in einem teilweisen Vakuum.In der Vakuumkammer breiten sich Atome und Moleküle gleichmäßig aus und erzeugen eine Beschichtung mit konsistenter Reinheit und Dicke.Im Gegensatz dazu wird mit chemischer Dampfabscheidung der Teil in eine Reaktionskammer gelegt, die durch die Beschichtung in gasförmiger Form besetzt ist.Das Gas reagiert mit dem Zielmaterial, um die gewünschte Beschichtungsdicke zu erzeugen.In der Plasmaabscheidung wird das Beschichtungsgas in eine ionische Form überwältigt, die dann mit der Atomoberfläche des Teils reagiert, typischerweise bei erhöhten Drücken.

In Sputterablagerung wird eine Quelle von reinem Beschichtungsmaterial in fester Form durch Wärme oder Elektronen erregtBombardierung.Einige der Atome der festen Quelle lösen sich und werden gleichmäßig auf der Oberfläche des Teils in einem inerten Gas wie Argon aufgehängt.Diese Art von dünner Filmablagerung ist nützlich, um feine Merkmale auf kleinen Teilen zu sehen, die in Gold gesputtert und durch ein Elektronenmikroskop beobachtet werden.Bei der Beschichtung des Teils für die spätere Studie werden Goldatome von einer festen Quelle über dem Teil abgelehnt und über eine mit Argongas gefüllte Kammer auf seine Oberfläche fallen.

Die Anwendungen der Ablagerung von Dünnfilmen sind vielfältig und erweitert.Optische Beschichtungen an Objektiven und Plattenglas können die Eigenschaften von Übertragung, Brechung und Reflexion verbessern und ultraviolette (UV) -Filter in verschreibungspflichtigen Brillen und Anti-reflektierenden Glas für gerahmte Fotos erzeugen.Die Halbleiterindustrie verwendet dünne Beschichtungen, um eine verbesserte Leitfähigkeit oder Isolierung für Materialien wie Siliziumwafer zu gewährleisten.Keramische Dünnfilme sind entisch korrosiv, hart und isoliert;Obwohl sie bei niedrigen Temperaturen spröde, wurden sie erfolgreich in Sensoren, integrierten Schaltkreisen und komplexeren Designs eingesetzt.Dünnfilme können abgelagert werden, um ultra kleine „intelligente“ Strukturen wie Batterien, Solarzellen, Arzneimittelabgabesysteme und sogar Quantencomputer zu bilden.