Co to jest osadzanie warstwy atomowej?

Odkładanie warstwy atomowej jest procesem chemicznym stosowanym w produkcji mikroprocesorów, filmów optycznych i innych syntetycznych i organicznych cienkich filmów dla czujników, urządzeń medycznych i zaawansowanej elektroniki, w której warstwa materiału tylko kilka atomów o grubości jest dokładnie zdepozycja na Asubstrat.Istnieje kilka podejść i metod osadzania warstw atomowych i stało się to istotną cechą badań nad nanotechnologicznymi badaniami i materiałami naukami w zakresie inżynierii elektrycznej, energii i zastosowań medycznych.Proces często obejmuje epitaksję warstwy atomowej lub epitaxy warstwy molekularnej, w której bardzo cienka warstwa substancji krystalicznej w postaci metalu lub półprzewodowego związku krzemu jest przymocowana do powierzchni grubszej warstwy o podobnym materiale.

Odkładanie cienkiego filmu ISObszar badań i produkcji produktu, który wymaga wiedzy specjalistycznej kilku dyscyplin naukowych ze względu na drobną warstwę kontroli, którą należy wykonać w celu wyprodukowania przydatnych urządzeń i materiałów.Często obejmuje badania i rozwój fizyki, chemii i różnego rodzaju inżynierii od inżynierii mechanicznej po chemikalia.Badania w chemii określają, w jaki sposób zachodzą procesy chemiczne na poziomach atomowych i molekularnych oraz jakie są czynniki samoograniczone dla wzrostu kryształów i tlenków metalicznych, dzięki czemu osadzanie warstwy atomowej może konsekwentnie wytwarzać warstwy o jednolitych cechach.Chemiczne komory reakcji dla odkładania warstwy atomowej mogą wytwarzać szybkości osadzania 1,1 angstromu lub 0,11 nanometrów materiału na cykl reakcji, poprzez kontrolowanie ilości różnych chemikaliów reagujących i temperatury komory.Typowe chemikalia stosowane w takich procesach obejmują dwutlenek krzemu, SiO ₂ ;Tlenek magnezu, MGO;i azotek tantalu, tan.

Podobna forma techniki osadzania się cienkiego filmu służy do uprawy folii organicznych, która zwykle zaczyna się od fragmentów cząsteczek organicznych, takich jak różne rodzaje polimerów.Materiały hybrydowe mogą być również wytwarzane przy użyciu organicznych i nieorganicznych chemikaliów do stosowania w produktach takich jak stenty, które można umieścić w ludzkich naczyniach krwionośnych i pokryte lekami w czasie uwalniania w celu zwalczania chorób serca.Naukowcy z Alberta z National Institute of Nanotechnology w Kanadzie stworzyli podobną cienką warstwę folii z tradycyjnym stentem ze stali nierdzewnej do proporcji otwartych zawalonych tętnic od 2011 roku. Stent ze stali nierdzewnej jest pokryty cienką warstwą szklanej krzemionki, która jest używana jako A jako APodłoże, do którego można wiązać materiał węglowodanów cukrowych o grubości około 60 warstw atomowych.Węglowodany następnie oddziałuje z układem odpornościowym w pozytywny sposób, aby zapobiec rozwojowi odpowiedzi odrzucania na obecność stalowego stentu w tętnicy.

Istnieją setki związków chemicznych stosowanych w osadzaniu warstwy atomowej i służą one wielu celom.Jednym z najczęściej zbadanych od 2011 r. Jest rozwój wysokiego K materiałów dielektrycznych w zintegrowanym przemyśle obwodów.Ponieważ tranzystory stają się coraz mniejsze, poniżej rozmiaru 10 nanometru, proces zwany tunelowaniem kwantowym, w którym ładunki elektryczne wyciekły między barierami izolacyjnymi, powoduje, że tradycyjne stosowanie dwutlenku krzemu dla tranzystorów jest niepraktyczne.Filmy materiałów dielektrycznych o wysokiej K badane w odkładaniu warstwy atomowej jako zamienniki obejmują dwutlenek cyrkonu, ZnO ₂ ;Dwutlenek hafnium, HFO ₂ ;i tlenek glinu, al ₂ o ₃ , ponieważ materiały te wykazują znacznie lepszą odporność na tunelowanie.