Hvad er tynd filmaflejring?
Tynd filmaflejring er en teknik, der bruges i industrien til at anvende en tynd belægning på en bestemt designdel lavet af et målmateriale og til at tilføre dens overflade med visse egenskaber. Tynde filmbelægninger påføres til at ændre de optiske egenskaber ved glas, de ætsende egenskaber ved metaller og de elektriske egenskaber ved halvledere. Der anvendes adskillige deponeringsteknikker, normalt til at tilføje atomer eller molekyler, et lag ad gangen, til et stort udvalg af materialer, der mangler essentielle overfladeegenskaber, som tynde belægninger giver. Ethvert design, for hvilket en belægning af minimumsvolumen og vægt er påkrævet, kan drage fordel af tynd filmaflejring, der udsætter et målmateriale for et energisk miljø med væske, gas eller plasma.
De første rå metalbelægninger blev anvendt i det første årtusinde til at forbedre de reflekterende glasegenskaber til spirmateriale. I 1600'erne blev udviklingen af mere raffinerede belægningsteknikker af venetianske glasproducenter. Først i 1800 -tallet gjorde præcisionsmetoderved anvendelse af tynde belægninger, såsom elektroplettering og vakuumaflejring, findes.
Elektroplettering er en form for kemisk afsætning, hvor den del, der skal coates, er fastgjort til en elektrode og nedsænket i en ledende opløsning af metalioner. Når en strøm køres gennem opløsningen, trækkes ionerne til en dels overflade for langsomt at skabe et tyndt lag metal. Semisolide løsninger kaldet sol-geler er et andet middel til kemisk afsætning af tynde film. Så længe belægningspartiklerne er tilstrækkeligt små, forbliver de i ophæng i gelen længe nok til at organisere sig i lag og tilvejebringe en jævn belægning, når flydende fraktionen fjernes i en tørringsfase.
Dampaflejring er en teknik til at skabe tynd filmaflejring, hvor en del er coatet i en energisk gas eller plasma, normalt i et delvist vakuum. I vakuumkammeret spreder atomer og molekyler jævnt og krespiste en belægning af konsistent renhed og tykkelse. I modsætning hertil placeres delen med kemisk dampaflejring i et reaktionskammer, der er besat af belægningen i gasform. Gassen reagerer med målmaterialet for at skabe den ønskede belægningstykkelse. I plasmaproduktion overophedes belægningsgassen i en ionisk form, der derefter reagerer med atomoverfladen af delen, typisk ved forhøjet tryk.
Ved sputteraflejring aktiveres en kilde til rent belægningsmateriale i fast form af varme eller elektronbombardement. Nogle af atomerne i den faste kilde løsner sig og suspenderes jævnt omkring delens overflade i en inert gas, såsom argon. Denne type tyndfilmaflejring er nyttig til at se fine funktioner på små dele, der er sputtercoated i guld og observeret gennem et elektronmikroskop. Ved belægning af delen til senere undersøgelse løsnes guldatomer fra en solid kilde over delen og falder på dens overflade gennem et kammer fyldt med argongas.
Anvendelserne af tyndfilmaflejring er forskellige og har udvidet sig. Optiske belægninger på linser og pladeglas kan forbedre egenskaberne ved transmission, brydning og refleksion, hvilket producerer ultraviolette (UV) filtre i receptbriller og anti-reflekterende glas til indrammede fotos. Halvlederindustrien bruger tynde belægninger til at tilvejebringe forbedret ledningsevne eller isolering til materialer såsom siliciumskiver. Keramiske tynde film er anti-korrosive, hårde og isolerende; Selvom de er sprøde ved lave temperaturer, er de blevet brugt med succes i sensorer, integrerede kredsløb og mere komplekse design. Tynde film kan deponeres for at danne ultra små "intelligente" strukturer såsom batterier, solceller, lægemiddelafgivelsessystemer og endda kvantecomputere.