Apa itu deposisi lapisan atom?

Deposisi lapisan atom adalah proses kimia yang digunakan dalam pembuatan mikroprosesor, film optik, dan film tipis sintetis dan organik lainnya untuk sensor, perangkat medis, dan elektronik canggih di mana satu lapisan material hanya beberapa atom dengan ketebalan diendapkan pada asubstrat.Ada beberapa pendekatan dan metode untuk menyetor lapisan atom, dan telah menjadi fitur penting dari penelitian nanoteknologi dan penelitian ilmu material dalam teknik listrik, energi, dan aplikasi medis.Proses ini sering melibatkan epitaks lapisan atom atau epitaks lapisan molekul, di mana lapisan zat kristal yang sangat tipis dalam bentuk logam atau senyawa silikon semikonduktor melekat pada permukaan lapisan yang lebih tebal dari bahan yang sama.Bidang penelitian dan produksi produk yang membutuhkan keahlian dari beberapa disiplin ilmu karena lapisan kontrol halus yang harus dilakukan untuk menghasilkan perangkat dan bahan yang bermanfaat.Ini sering melibatkan penelitian dan pengembangan fisika, kimia, dan berbagai jenis rekayasa dari rekayasa mekanik hingga kimia.Penelitian dalam kimia menentukan bagaimana proses kimia terjadi pada tingkat atom dan molekul dan apa faktor pembatasan diri untuk pertumbuhan kristal dan oksida logam, sehingga deposisi lapisan atom dapat secara konsisten menghasilkan lapisan dengan karakteristik yang seragam.Ruang reaksi kimia untuk deposisi lapisan atom dapat menghasilkan laju pengendapan 1,1 Angstrom, atau 0,11 nanometer material per siklus reaksi, dengan mengendalikan jumlah berbagai bahan kimia reaktan dan suhu ruang.Bahan kimia umum yang digunakan dalam proses tersebut termasuk silikon dioksida, SiO

2

;magnesium oksida, mgo;dan tantalum nitride, tan. Bentuk serupa dari teknik deposisi film tipis digunakan untuk menumbuhkan film organik, yang biasanya dimulai dengan fragmen molekul organik seperti berbagai jenis polimer.Bahan hibrida juga dapat diproduksi menggunakan bahan kimia organik dan anorganik untuk digunakan dalam produk seperti stent yang dapat ditempatkan di pembuluh darah manusia dan dilapisi dengan obat pelepasan waktu untuk memerangi penyakit jantung.Peneliti Alberta di National Institute of Nanotechnology di Kanada telah menciptakan lapisan film tipis yang serupa dengan stent stainless steel tradisional untuk menopang arteri runtuh terbuka pada 2011. Stent stainless steel dilapisi dengan lapisan tipis silika kaca yang digunakan sebagai aSubstrat untuk mengikat bahan karbohidrat gula yang sekitar 60 lapisan atom ketebalan.Karbohidrat kemudian berinteraksi dengan sistem kekebalan tubuh dengan cara yang positif untuk mencegah tubuh mengembangkan respons penolakan terhadap keberadaan stent baja di arteri.

Ada ratusan senyawa kimia yang digunakan dalam deposisi lapisan atom dan mereka melayani berbagai tujuan.Salah satu yang paling banyak diteliti pada 2011 adalah pengembangan bahan dielektrik K tinggi dalam industri sirkuit terintegrasi.Ketika transistor menjadi lebih kecil dan lebih kecil, turun di bawah ukuran 10 nanometer, suatu proses yang dikenal sebagai tunneling kuantum di mana muatan listrik bocor di hambatan isolasi membuat penggunaan tradisional silikon dioksida untuk transistor tidak praktis.Film-film material dielektrik tinggi-K yang diuji dalam deposisi lapisan atom sebagai pengganti termasuk zirkonium dioksida, ZnO

2

;hafnium dioksida, hfo ₂ ;dan aluminium oksida, al ₂ o ₃ , karena bahan -bahan ini menunjukkan resistensi yang jauh lebih baik terhadap tunneling.