Was ist eine Atomschichtabscheidung?
Atomschichtablagerung ist ein chemisches Verfahren zur Herstellung von Mikroprozessoren, optischen Filmen und anderen synthetischen und organischen Dünnfilmen für Sensoren, medizinische Geräte und fortgeschrittene Elektronik, wobei eine Materialschicht nur wenige Atome in Dicke genau auf eine Substrat abgelagert wird. Es gibt mehrere Ansätze und Methoden zur Ablagerung von Atomschichten, und es ist ein wesentliches Merkmal der Forschung und Materialforschung von Nanotechnologie in Elektrotechnik, Energie und medizinischen Anwendungen geworden. Das Verfahren umfasst häufig die Epitaxie der Atomschicht oder die Molekülschicht -Epitaxie, wobei eine sehr dünne Schicht kristalliner Substanz in Form eines Metalls oder einer halbleitenden Siliziumverbindung an der Oberfläche einer dickeren Schicht ähnlichem Material gebunden ist.
Ablagerung von Dünnschicht ist ein Bereich der Produktforschung und -produktion, das das Fachwissen mehrerer wissenschaftlicher Diszipe erfordertLinien aufgrund der feinen Kontrollschicht, die trainiert werden muss, um nützliche Geräte und Materialien zu erzeugen. Es beinhaltet häufig Forschung und Entwicklung in Physik, Chemie und verschiedenen Ingenieurtypen vom Maschinenbau bis zum Chemieingenieurwesen. Die Forschung in der Chemie bestimmt, wie chemische Prozesse auf atomarer und molekularer Ebene stattfinden und welche selbstlimitierenden Faktoren das Wachstum von Kristallen und metallischen Oxiden sind, sodass die Ablagerung der Atomschicht konsistent Schichten mit gleichmäßigen Eigenschaften erzeugen kann. Chemische Reaktionskammern für die Ablagerung der Atomschicht können Ablagerungsraten von 1,1 Angstromen oder 0,11 Materialdarpern pro Reaktionszyklus erzeugen, indem die Menge verschiedener Reaktantenchemikalien und die Temperatur der Kammer gesteuert werden. Gemeinsame Chemikalien, die in solchen Prozessen verwendet werden, umfassen Siliziumdioxid, SiO 2 ; Magnesiumoxid, Mgo; und Tantalnitrid, Tan.
Eine ähnliche Form der Dünnfilm -Abscheidungstechnik wird verwendet, um organische Filme anzubauen, die normalerweisebeginnt mit Fragmenten organischer Moleküle wie verschiedenen Polymertypen. Hybridmaterialien können auch unter Verwendung von organischen und anorganischen Chemikalien zur Verwendung in Produkten wie Stents hergestellt werden, die in menschlichen Blutgefäßen platziert und mit Zeitfreisetzungsmedikamenten zur Bekämpfung von Herzerkrankungen beschichtet werden können. Alberta -Forscher des Nationalen Instituts für Nanotechnologie in Kanada haben ab 2011 eine ähnliche Dünnfilmschicht mit einem traditionellen Edelstahlstent geschaffen. Das Kohlenhydrate interagiert dann positiv mit dem Immunsystem, um zu verhindern, dass der Körper eine Abstoßungsreaktion auf das Vorhandensein des Stahlstents in der Arterie entwickelt.
Es gibt Hunderte von chemischen Verbindungen, die in Atomschichtablagerung verwendet werden, und sie dienen zahlreichen Zwecken. Eine der meisten wAb 2011 wird die Entwicklung von dielektrischen Materialien mit hohem K-Dielektrikum in der integrierten Schaltungsbranche entwickelt. Wenn Transistoren immer kleiner werden, unterhalb der 10 Nanometergröße, ein Prozess, der als Quantentunneln bezeichnet wird, bei dem elektrische Ladungen über Isolierbarrieren hinweg auslaufen, macht die traditionelle Verwendung von Siliziumdioxid für Transistoren unpraktisch. Hoch-k-dielektrische Materialfilme, die in der Atomschichtabscheidung als Ersatz getestet werden, umfassen Zirkoniumdioxid, ZnO 2 ; Hafnium -Dioxid, Hfo 2 ; und Aluminiumoxid, Al 2 o 3 , da diese Materialien einen viel besseren Widerstand gegen das Tunneln zeigen.