Hvad er en atomlagsaflejring?
Atomlagaflejring er en kemisk proces, der anvendes til fremstilling af mikroprocessorer, optiske film og andre syntetiske og organiske tynde film til sensorer, medicinsk udstyr og avanceret elektronik, hvor et lag af materiale kun er et par atomer i tykkelse afsættes netop på et underlag. Der er flere tilgange og metoder til deponering af atomlag, og det er blevet et vigtigt træk ved nanoteknologiundersøgelser og materialevidenskabelig forskning inden for elektroteknik, energi og medicinske anvendelser. Processen involverer ofte atomlaget epitaxy eller molekylært lag epitaxy, hvor et meget tyndt lag med krystallinsk stof i form af et metal- eller halvledende siliciumforbindelse er fastgjort til overfladen af et tykkere lag af lignende materiale.
Tyndfilmaflejring er et område med produktforskning og produktion, der kræver ekspertise fra flere videnskabelige disciplinjer på grund af det fine lag af kontrol, der skal udøves for at producere nyttige enheder og materialer. Det involverer ofte forskning og udvikling inden for fysik, kemi og forskellige typer teknik fra mekanisk til kemiteknik. Forskning i kemi bestemmer, hvordan kemiske processer finder sted på atom- og molekylært niveau, og hvad de selvbegrænsende faktorer er for vækst af krystaller og metalliske oxider, så atomisk lagaflejring kan konsekvent producere lag med ensartede egenskaber. Kemiske reaktionskamre til deponering af atomlag kan producere afsætningshastigheder på 1,1 angstromer eller 0,11 nanometer af materiale pr. Reaktionscyklus ved at kontrollere mængden af forskellige reaktantkemikalier og temperaturen i kammeret. Almindelige kemikalier, der anvendes i sådanne processer, inkluderer siliciumdioxid, SIO 2 ; Magnesiumoxid, MGO; og tantalnitrid, tan.
En lignende form for tynd filmaflejringsteknik bruges til at dyrke organiske film, som normaltStarter med fragmenter af organiske molekyler, såsom forskellige typer polymerer. Hybridmaterialer kan også produceres ved hjælp af organiske og uorganiske kemikalier til brug i produkter som stenter, der kan placeres i humane blodkar og belagt med tidsfrigørelsesmedicin til bekæmpelse af hjertesygdomme. Alberta -forskere ved National Institute of Nanotechnology i Canada har skabt et lignende tyndt filmlag med et traditionelt rustfrit stålstent til at prope åbne kollapsede arterier fra 2011. Stenten i rustfrit stål er belagt med et tyndt lag af glassilica, der bruges som et underlag til at binde sukkerkarbindratmateriale, der er ca. 60 atomiske lag i tykkelse. Kulhydratet interagerer derefter med immunsystemet på en positiv måde for at forhindre kroppen i at udvikle et afvisningsrespons på tilstedeværelsen af stålstenten i arterien.
Der er hundreder af kemiske forbindelser, der bruges i atomlagsaflejring, og de tjener adskillige formål. En af de mest WIdely undersøgt fra 2011 er udviklingen af høj-K dielektriske materialer i den integrerede kredsløbsindustri. Når transistorer bliver mindre og mindre, nede under 10 nanometerstørrelsen, gør en proces kendt som kvantetunneling, hvor elektriske ladninger lækker på tværs af isolerende barrierer, den traditionelle anvendelse af siliciumdioxid til transistorer upraktiske. High-K dielektriske materialefilm, der testes i atomlagsaflejring, da udskiftninger inkluderer zirconiumdioxid, ZnO 2 ; Hafniumdioxid, HFO 2 ; og aluminiumoxid, AL 2 O 3 , da disse materialer demonstrerer en meget bedre modstand mod tunneling.