Qu'est-ce qu'un dispositif à film mince?

Un dispositif à film mince est tout type de composant basé sur des couches de matière extrêmement minces, généralement celles du silicium semi-conducteur, des nanomètres ou des milliardièmes d'un mètre d'épaisseur, et parfois placés les uns des autres pour former un dispositif ou un circuit de film mince complexe. Cela peut impliquer n'importe quoi, des réseaux de transistors utilisés pour fabriquer des microprocesseurs pour les ordinateurs, aux systèmes micro-électro-mécaniques (MEMS), qui sont des capteurs minuscules utilisés pour détecter tout, du radon et de la fumée dans les détecteurs d'incendie à domicile au mouvement mécanique, aux variations de température, à l'altitude pour les missiles guidés. D'autres applications pour un dispositif à film mince incluent des revêtements, tels que le processus d'argent pour les miroirs, les couches optiques pour donner des qualités uniques et des films magnétiques basés sur les composés de fer comme nouvelle forme de mémoire informatique. Les batteries avancées, les médicaments pharmaceutiques et les applications de cellules solaires, telles que les carreaux de toit qui génèrent leur propre puissance électrique, sont également basés sur un dispositif à film mince d'une forme ou d'une autre.

Diverses méthodes chimiques, physiques et électriques existent pour générer des couches minces, dont certaines sont capables de déposer des couches de film jusqu'au niveau fini d'atomes uniques. Les premières formes de succès commercial pour le dépôt en couches minces impliquaient des composés semi-conducteurs en silicium. Le silicium pur, en tant qu'isolant complet, est dopé ou implanté avec des ions individuels de phosphore ou de bore à un rythme d'un atome de phosphore ou de bore à tous les atomes d'un milliard de silicium, pour donner les propriétés électriques semi-conductrices en film mince. De nouvelles méthodes de dépôt de couches minces impliquent désormais de créer des couches extrêmement fines de composés en polymère, qui ont des applications pour les cellules solaires flexibles et les diodes émettant de la lumière organique (OLED) qui sont utilisées pour créer des panneaux d'affichage pour les téléviseurs, les moniteurs d'ordinateur et les panneaux d'affichage électriques.

Le processus de dépôt en couches minces est très exigeant etScience précise, due en partie au matériau délicat le plus souvent utilisé pour produire des composants de dispositifs à film mince, du silicium de qualité semi-conducteur (SGS). Des décennies de recherche et développement dans ce domaine ont permis d'adapter la technologie des couches minces aux nouvelles arènes de la science des matériaux. L'utilisation de connaissances sur la fabrication de dépôts à couches minces associées à des progrès dans la recherche en nanotechnologie a conduit à une gamme de plus en plus large d'applications d'appareils à couches minces.

Des microdots sont générés et placés sur des récipients de médicaments pour empêcher l'importation de produits pharmaceutiques contrefaits, et des films minces sont désormais incorporés dans des efforts anti-contrefaçon avec de l'argent. Les implants médicaux, tels que les stents, sont un dispositif à couches mince pour améliorer le flux sanguin dans les artères, enduit de couches microscopiques de médicaments puissants pour une libération lente dans la circulation sanguine. Des utilisations des tests de toxicologie à la livraison de médicaments anti-cancer puissants en quantités extrêmement petites qui seraient autrement mortelles, à tIl tisse des films minces d'or et d'argent dans des tissus de luxe, le concept de dispositif à couches minces est appliqué à travers une gamme proliférante de domaines et d'industries qui passent souvent inaperçus par le public en raison de leur taille extrêmement petite et de leurs fonctions cachées.