Co jsou tenké filmové povlaky?
tenkovrstvé povlaky jsou extrémně tenké vrstvy materiálu umístěného na povrchu substrátu. Mohou se lišit v tloušťce od několika mikrometrů, nebo milionth metru, k méně než 1 nanometru nebo miliardu metru. Tenkovrstvé povlaky mohou být vyrobeny z různých látek, včetně křemíku, keramiky a arzenidu gallia. Obvykle se používají v optických zařízeních, jako jsou fotovoltaické buňky používané pro výrobu sluneční energie, pro komponenty pro elektroniku a v nástrojích a jiných zařízeních, které vyžadují odpor vůči poškození povrchu.
Složení tenkovrstvého povlaku závisí na jeho účelu. Tenkovrstvé povlaky používané ve fotovoltaických buňkách k generování sluneční energie jsou vyrobeny z polovodivých materiálů, jako je křemík a arzenid gallium. Tyto materiály mohou přeměnit energii ze světla na elektrický proud, když příchozí fotony světla vzrušují elektrony polovodivého materiálu na vyšší hladinu energie. Tyto povlaky se také používají v elektronice, jako je integrovaný CIRCUITS. Tyto vrstvy mohou být neuvěřitelně tenké a některé tenkovrstvé povlaky mají vrstvy, které mají jen jeden atom tlustý. Tenkovrstvý povlak tedy může obsahovat komplexní vnitřní strukturu různých vrstev v extrémně malém prostoru.
Keramika tenkovrstvého se používá v aplikacích, které vyžadují materiály odolné vůči opotřebení nebo korozi. Například řezání nástrojů může mít výrazně prodlouženou pracovní životnost, pokud jsou vyrobeny s tenkou keramickou vnější vrstvou na špičce, aby chránily zbytek čepele před opotřebením. Zařízení, která používají reaktivní chemikálie, jako jsou palivové články, mohou používat tenkovrstvý keramika, aby je zadržela kvůli relativní chemické inertitě keramického filmu.
Mezi další použití tenkovrstvých povlaků patří dobíjecí lithiové baterie,které lze vyrobit s katodou složenou z tenkého filmu lithia a oxidů kovů za vzniku baterií, které jsou mnohem méně objemnější a flexibilnější než konvenční baterie. Zrcadla obsahují tenký kovový film, obvykle vyrobený z hliníku v moderních zrcadlech, za sklem, aby vytvořil reflexní povrch. Tenké hliníkové filmové povlaky se také používají v balení mnoha moderních spotřebních zboží, zejména potravin, ke zvýšení trvanlivosti přednášejících předmětů a učinit balíček lesklejší a patrnější. Hliníkové filmy se také používají jako izolace, zejména pro aplikace, které vyžadují flexibilitu a přenositelnost, a jsou začleněny do věcí, jako jsou vesmírné obleky, ochranné vybavení hasičů a nouzové izolační přikrývky pro oběti šoků.
tenkovrstvé povlaky jsou aplikovány na povrch prostřednictvím jedné z několika technik společně označovaných jako depozice tenkého filmu. Většina z těchto metod je kategorizována jako buď chemická depozice, ve které je tenký film ApplIED chemickou reakcí mezi povrchem a tekutinou zvanou prekurzor nebo fyzickou depozici, ve které je film aplikován mechanickými, tepelnými nebo elektrickými prostředky. Mezi metody chemické depozice zahrnují pokovování, které používá roztok prekurzoru kapaliny obsahující rozpuštěné kovové ionty a depozice chemických páry, ve které povrch reaguje s plynnými sloučeninami.
Fyzikální metody depozice se provádějí ve vakuové komoře obsahující substrát a látku. Částice posledně jmenovaných jsou sraženy různými prostředky, jako je topení, laserové impulzy nebo elektrické oblouky, a vytváří páru, která na substrátu tvoří film. Existují také metody, které používají jak fyzikální, tak chemické procesy a úhledně se nehodí do žádné kategorie, jako je reaktivní rozprašování a epitaxy molekulárního paprsku.