Hva er en atomlagsavsetning?

Avsetning av atomlag er en kjemisk prosess som brukes i fremstilling av mikroprosessorer, optiske filmer og andre syntetiske og organiske tynne filmer for sensorer, medisinsk utstyr og avansert elektronikk der et lag med materiale bare noen få atomer i tykkelse er nøyaktig avsatt på enunderlag.Det er flere tilnærminger og metoder for å deponere atomlag, og det har blitt et essensielt trekk ved nanoteknologiforskning og materialvitenskapelig forskning innen elektroteknikk, energi og medisinske anvendelser.Prosessen involverer ofte atomlag epitaksi eller molekylært lag epitaxy, der et veldig tynt lag med krystallinsk stoff i form av et metall eller halvledende silisiumforbindelse er festet til overflaten til et tykkere lag med lignende materiale.

tynnfilmavsetning erEt område med produktforskning og produksjon som krever ekspertise av flere vitenskapelige disipliner på grunn av det fine kontrolllaget som må utøves for å produsere nyttige enheter og materialer.Det involverer ofte forskning og utvikling innen fysikk, kjemi og forskjellige typer ingeniørfag fra mekanisk til kjemiteknikk.Forskning i kjemi bestemmer hvordan kjemiske prosesser foregår på atom- og molekylære nivåer og hva de selvbegrensende faktorene er for vekst av krystaller og metalloksider, slik at atomlagsavsetning konsekvent kan produsere lag med ensartede egenskaper.Kjemiske reaksjonskamre for avsetning av atomlag kan gi avsetningshastigheter på 1,1 angstroms, eller 0,11 nanometer material per reaksjonssyklus, ved å kontrollere mengden av forskjellige reaktantkjemikalier og temperaturen på kammeret.Vanlige kjemikalier som brukes i slike prosesser inkluderer silisiumdioksid, SiO ₂ ;Magnesiumoksid, MgO;og tantalnitrid, solbrun.

En lignende form for tynnfilmavsetningsteknikk brukes til å dyrke organiske filmer, som vanligvis starter med fragmenter av organiske molekyler som forskjellige typer polymerer.Hybridmaterialer kan også produseres ved bruk av organiske og uorganiske kjemikalier for bruk i produkter som stenter som kan plasseres i menneskelige blodkar og belegg med tidslipp medisiner for å bekjempe hjertesykdommer.Forskere fra Alberta ved National Institute of Nanotechnology i Canada har skapt et lignende tynt filmlag med en tradisjonell stent i rustfritt stål for å støtte åpne kollapsede arterier fra 2011. Rustfritt stål stent er belagt med et tynt lag med glasssilika som brukes som enunderlag for å binde sukker karbohydratmateriale som er omtrent 60 atomlag i tykkelse.Karbohydratet samhandler deretter med immunforsvaret på en positiv måte for å forhindre at kroppen utvikler en avvisningsrespons på tilstedeværelsen av stålstent i arterien.

Det er hundrevis av kjemiske forbindelser brukt i atomlagsavsetning og de tjener mange formål.En av de mest undersøkte fra 2011 er utviklingen av høy-K-dielektriske materialer i den integrerte kretsen.Når transistorer blir mindre og mindre, ned under 10 nanometerstørrelse, gjør en prosess kjent som kvantetunneling der elektriske ladninger lekker over isolasjonsbarrierer den tradisjonelle bruken av silisiumdioksid for transistorer upraktisk.High-K dielektriske materialfilmer som testes i atomlagsavsetning da erstatning inkluderer zirkoniumdioksid, ZnO ₂ ;Hafnium dioksid, HFO ₂ ;og aluminiumoksyd, Al ₂ O ₃ , da disse materialene viser en mye bedre motstand mot tunneling.