Co je to depozice tenkého filmu?
Depozice tenkého filmu je technika používaná v průmyslu k nanášení tenkého povlaku na konkrétní konstrukční část vyrobenou z cílového materiálu a pro napuštění jeho povrchu určitými vlastnostmi. Tenké filmové povlaky se používají ke změně optických vlastností skla, korozivních vlastností kovů a elektrických vlastností polovodičů. Používá se několik depozičních technik, obvykle k přidání atomů nebo molekul, jedna vrstva po druhém, k obrovskému množství materiálů, které postrádají základní povrchové vlastnosti, které poskytují tenké povlaky. Jakákoli konstrukce, pro kterou je vyžadován povlak s minimálním objemem a hmotností, může mít prospěch z nanášení tenkého filmu, který vystavuje cílový materiál energetickému prostředí kapaliny, plynu nebo plazmy.
První surové kovové povlaky byly použity v prvním tisíciletí ke zlepšení reflexních vlastností skla pro zrcadla. 1600s viděl vývoj rafinovanějších technik povlakování benátskými skláři. Teprve v 19. století existovaly přesné metody nanášení tenkých vrstev, jako je galvanické pokovování a vakuové nanášení.
Galvanizace je forma chemické depozice, ve které je část, která má být potažena, připojena k elektrodě a ponořena do vodivého roztoku kovových iontů. Jak proud protéká roztokem, jsou ionty přitahovány k povrchu součásti a pomalu vytvářejí tenkou vrstvu kovu. Polotuhé roztoky zvané sol-gely jsou dalším prostředkem chemické depozice tenkých vrstev. Pokud jsou potahové částice dostatečně malé, zůstanou v suspenzi v gelu dostatečně dlouho, aby se uspořádaly do vrstev a poskytly rovnoměrný potah, když se kapalná frakce odstraní ve fázi sušení.
Depozice par je technika vytváření depozice tenkých vrstev, při které je část potažena energizovaným plynem nebo plazmou, obvykle v částečném vakuu. Ve vakuové komoře se atomy a molekuly rozloží rovnoměrně a vytvoří povlak konzistentní čistoty a tloušťky. Naproti tomu při chemické depozici par je část umístěna v reakční komoře obsazené povlakem v plynné formě. Plyn reaguje s cílovým materiálem a vytváří požadovanou tloušťku povlaku. Při plazmové depozici je potahový plyn přehříván do iontové formy, která potom reaguje s atomovým povrchem součásti, obvykle při zvýšených tlacích.
Při nanášení rozprašováním je zdroj čistého povlakového materiálu v pevné formě napájen teplem nebo bombardováním elektrony. Některé atomy pevného zdroje se uvolní a jsou rovnoměrně zavěšeny kolem povrchu součásti v inertním plynu, jako je argon. Tento typ nanášení tenkých vrstev je užitečný při prohlížení jemných prvků na malých částech, které jsou naprášeny zlatem a pozorovány elektronovým mikroskopem. Při povlékání součásti pro pozdější studium se atomy zlata uvolní z pevného zdroje nad částí a padají na jeho povrch komorou naplněnou argonovým plynem.
Aplikace nanášení tenkých vrstev jsou rozmanité a rozšiřují se. Optické povlaky na čočkách a skleněných deskách mohou zlepšit vlastnosti přenosu, lomu a odrazu, a to vytvářením ultrafialových (UV) filtrů v brýlích na předpis a antireflexním sklem pro zarámované fotografie. Polovodičový průmysl používá tenké povlaky pro zlepšení vodivosti nebo izolace materiálů, jako jsou křemíkové destičky. Keramické tenké filmy jsou antikorozní, tvrdé a izolační; ačkoli křehký při nízkých teplotách, byly úspěšně použity v senzorech, integrovaných obvodech a složitějších konstrukcích. Tenké filmy lze ukládat do ultralehkých „inteligentních“ struktur, jako jsou baterie, solární články, systémy pro dodávání léků a dokonce i kvantové počítače.