การเคลือบแบบฟิล์มบางคืออะไร?

การเคลือบแบบฟิล์มบางเป็นชั้นที่บางมากของวัสดุที่วางอยู่บนพื้นผิวของสารตั้งต้นพวกเขาสามารถแตกต่างกันไปในความหนาจากหลายไมโครเมตรหรือล้านเมตรถึงน้อยกว่า 1 นาโนเมตรหรือหนึ่งพันล้านเมตรการเคลือบแบบฟิล์มบางสามารถทำได้จากสารต่าง ๆ รวมถึงซิลิกอนเซรามิกส์และแกลเลียมอาร์เซไนด์พวกเขามักใช้ในอุปกรณ์ออพติคอลเช่นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้สำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับส่วนประกอบสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และในเครื่องมือและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องมีความต้านทานต่อความเสียหายของพื้นผิว

องค์ประกอบของการเคลือบแบบฟิล์มบางขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การเคลือบแบบฟิล์มบางที่ใช้ในเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิคอนและแกลเลียมอาร์เซไนด์วัสดุเหล่านี้สามารถแปลงพลังงานจากแสงเป็นกระแสไฟฟ้าเมื่อโฟตอนที่เข้ามาของแสงกระตุ้นให้อิเล็กตรอนสารกึ่งตัวนำไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นการเคลือบเหล่านี้ยังใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นวงจรรวม

semiconducting ฟิล์มบางมักใช้ในชุดของชั้นที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันเพื่อส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของฟิล์มเลเยอร์เหล่านี้อาจบางอย่างไม่น่าเชื่อและการเคลือบแบบฟิล์มบางบางตัวมีเลเยอร์ที่มีความหนาอะตอมเดียวดังนั้นการเคลือบแบบฟิล์มบางสามารถมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนของชั้นที่แตกต่างกันในพื้นที่ขนาดเล็กมาก

เซรามิกฟิล์มบาง ๆ ถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่ต้องการวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอหรือการกัดกร่อนยกตัวอย่างเช่นเครื่องมือตัดสามารถขยายอายุการใช้งานได้อย่างมากหากทำด้วยชั้นนอกเซรามิกบาง ๆ บนขอบตัดเพื่อป้องกันส่วนที่เหลือของใบมีดจากการสึกหรออุปกรณ์ที่ใช้สารเคมีที่มีปฏิกิริยาเช่นเซลล์เชื้อเพลิงอาจใช้เซรามิกแบบฟิล์มบาง ๆ เพื่อบรรจุไว้เนื่องจากฟิล์มเซรามิกความเฉื่อยทางเคมีที่สัมพันธ์กัน

การใช้งานอื่น ๆ ของการเคลือบแบบฟิล์มบางรวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้ซึ่งสามารถทำด้วยแคโทดประกอบด้วยฟิล์มบาง ๆ ของลิเธียมและออกไซด์โลหะเพื่อผลิตแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่น้อยกว่าและยืดหยุ่นมากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปกระจกมีฟิล์มโลหะบาง ๆ ซึ่งมักจะทำจากอลูมิเนียมในกระจกที่ทันสมัยด้านหลังกระจกเพื่อสร้างพื้นผิวสะท้อนแสงการเคลือบฟิล์มอลูมิเนียมบางยังใช้ในบรรจุภัณฑ์ของสินค้าอุปโภคบริโภคที่ทันสมัยหลายอย่างโดยเฉพาะอาหารเพื่อเพิ่มอายุการเก็บรักษาของสิ่งของที่เน่าเสียง่ายฟิล์มอลูมิเนียมยังใช้เป็นฉนวนกันความร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความยืดหยุ่นและการพกพาและพวกเขาจะรวมอยู่ในสิ่งต่าง ๆ เช่นชุดอวกาศอุปกรณ์ป้องกันนักดับเพลิงและผ้าห่มฉนวนฉนวนฉุกเฉินสำหรับผู้ที่ตกเป็นเหยื่อช็อกผ่านหนึ่งในหลาย ๆ เทคนิคที่เรียกว่าการสะสมฟิล์มบาง ๆวิธีการเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกจัดประเภทเป็นทั้งการสะสมทางเคมีซึ่งฟิล์มบางใช้ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างพื้นผิวและของเหลวที่เรียกว่าสารตั้งต้นหรือการสะสมทางกายภาพ.วิธีการสะสมทางเคมีรวมถึงการชุบซึ่งใช้สารละลายสารตั้งต้นของเหลวที่มีไอออนของโลหะละลายและการสะสมไอสารเคมีซึ่งพื้นผิวทำปฏิกิริยากับสารประกอบก๊าซ

วิธีการทางกายภาพของการสะสมจะดำเนินการในห้องสูญญากาศสาร.อนุภาคของหลังถูกกระแทกด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่นความร้อนพัลส์เลเซอร์หรือส่วนโค้งไฟฟ้าสร้างไอที่สร้างฟิล์มบนพื้นผิวนอกจากนี้ยังมีวิธีการที่ใช้ทั้งกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีและไม่พอดีกับประเภทใดประเภทหนึ่งเช่นการสปัตเตอร์ปฏิกิริยาและ epitaxy ลำแสงโมเลกุล