Wat zijn dunne filmcoatings?

Dunne-filmcoatings zijn extreem dunne lagen materiaal dat op het oppervlak van het substraat wordt geplaatst.Ze kunnen in dikte variëren van verschillende micrometers, of miljoenste van een meter, tot minder dan 1 nanometer of een miljardste van een meter.Dunne-filmcoatings kunnen worden gemaakt van verschillende stoffen, waaronder silicium, keramiek en galliumarsenide.Ze worden vaak gebruikt in optische apparaten zoals fotovoltaïsche cellen die worden gebruikt voor het genereren van zonne-energie, voor componenten voor elektronica en in gereedschap en andere apparatuur die weerstand tegen oppervlakteschade vereist.

De samenstelling van een dunne-filmcoating hangt af van het doel ervan.Dunne-filmcoatings die worden gebruikt in fotovoltaïsche cellen om zonne-energie te genereren, zijn gemaakt van halfgeleidende materialen zoals silicium en galliumarsenide.Deze materialen kunnen energie van licht omzetten in elektrische stroom wanneer inkomende fotonen van licht de elektronen van de halfgeleidende materialen opwinden tot hogere energieniveaus.Deze coatings worden ook gebruikt in elektronica, zoals geïntegreerde circuits.

Semicgolderende dunne films worden vaak toegepast in een reeks lagen met verschillende chemische samenstellingen om de eigenschappen van de film te beïnvloeden.Deze lagen kunnen ongelooflijk dun zijn en sommige dunne filmcoatings hebben lagen die slechts één atoom dik zijn.Aldus kan een dunne-filmcoating een complexe interne structuur van verschillende lagen bevatten in een extreem kleine ruimte.

dun-filmceramiek wordt gebruikt in toepassingen die materialen vereisen die resistent zijn tegen slijtage of corrosie.Snijdgereedschap kan bijvoorbeeld een sterk langere levensduur hebben als ze worden gemaakt met een dunne keramische buitenlaag op de snijkant om de rest van het mes te beschermen tegen slijtage.Apparaten die reactieve chemicaliën gebruiken, zoals brandstofcellen, kunnen dunne-film keramiek gebruiken om ze te bevatten vanwege de relatieve chemische inertie van de keramische films.Samengesteld uit een dunne film van lithium- en metaaloxiden om batterijen te produceren die veel minder omvangrijk en flexibeler zijn dan conventionele batterijen.Spiegels bevatten een dunne metalen film, meestal gemaakt van aluminium in moderne spiegels, achter glas om een reflecterend oppervlak te creëren.Dunne aluminium filmcoatings worden ook gebruikt in de verpakking van veel moderne consumptiegoederen, vooral voedingsmiddelen, om de houdbaarheid van bederfelijke artikelen te vergroten en het pakket glanzender en merkbaarder te maken.Aluminiumfilms worden ook gebruikt als isolatie, vooral voor toepassingen die flexibiliteit en draagbaarheid vereisen, en ze zijn opgenomen in dingen als ruimtepakken, brandweerlieden beschermende uitrusting en noodsolerende isolerende dekens voor slachtoffers van schok.

Dunne filmcoatings worden aangebracht op een oppervlakdoor een van de verschillende technieken die gezamenlijk dunne filmafzetting worden genoemd.De meeste van deze methoden zijn gecategoriseerd als chemische depositie, waarbij de dunne film wordt aangebracht door een chemische reactie tussen het oppervlak en een vloeistof die een voorloper wordt genoemd, of fysieke afzetting, waarin de film wordt toegepast via mechanische, thermische of elektrische middelen.Methoden van chemische afzetting omvatten platen, die een vloeibare voorloperoplossing gebruikt die opgeloste metaalionen en chemische dampafzetting bevat, waarbij het oppervlak reageert met gasvormige verbindingen.

Fysische afzettingsmethoden worden uitgevoerd in een vacuümkamer die het substraat bevat en desubstantie.De deeltjes van deze laatste worden op verschillende middelen afgeschaft, zoals verwarming, laserpulsen of elektrische bogen, waardoor een damp ontstaat die een film op het substraat vormt.Er zijn ook methoden die zowel fysische als chemische processen gebruiken en niet netjes in beide categorieën passen, zoals reactief sputtering en moleculaire bundelpitaxie.