Was sind Dünnschichtbeschichtungen?

Dünnschichtbeschichtungen sind extrem dünne Materialien, die auf der Oberfläche des Substrats platziert sind. Sie können sich von mehreren Mikrometern oder Millionstel einer Meter bis zu einem Nanometer oder einem Milliardenstel eines Messgeräts unterscheiden. Dünnschichtbeschichtungen können aus verschiedenen Substanzen hergestellt werden, einschließlich Silizium, Keramik und Galliumarsenid. Sie werden üblicherweise in optischen Geräten wie Photovoltaikzellen verwendet, die für die Solarenergieerzeugung verwendet werden, für Komponenten für die Elektronik sowie in Werkzeugen und anderen Geräten, die Widerstand gegen Oberflächenschäden erfordern. Dünnschichtbeschichtungen, die in Photovoltaikzellen zur Erzeugung von Sonnenkraft verwendet werden, werden aus halbeitenden Materialien wie Silizium und Galliumarsenid bestehen. Diese Materialien können Energie vom Licht in den elektrischen Strom umwandeln, wenn eingehende Lichtphotonen die Elektronen des halbleitenden Materials auf höhere Energieniveaus anregen. Diese Beschichtungen werden auch in der Elektronik verwendet, wie beispielsweise integrierter CIRCuits. Diese Schichten können unglaublich dünn sein, und einige Dünnschichtbeschichtungen haben Schichten, die nur ein einzelnes Atom dick sind. Somit kann eine Dünnschichtbeschichtung eine komplexe innere Struktur unterschiedlicher Schichten in einem extrem kleinen Raum enthalten.

Dünnfilmkeramik werden in Anwendungen verwendet, bei denen Materialien oder Korrosionsmaterialien erfordern. Schneidwerkzeuge können beispielsweise die Lebensdauer stark verlängert haben, wenn sie mit einer dünnen Keramik -Außenschicht auf der Schneide hergestellt werden, um den Rest der Klinge vor Verschleiß zu schützen. Geräte, die reaktive Chemikalien wie Brennstoffzellen verwenden, können aufgrund der relativen chemischen Inertheit des Keramikfilms eine Dünnfilm-Keramik verwenden.

Andere Verwendungen von Dünnschichtbeschichtungen umfassen wiederaufladbare Lithiumbatterien,Dies kann mit einer Kathode hergestellt werden, die aus einem dünnen Film aus Lithium- und Metalloxiden besteht, um Batterien zu produzieren, die viel weniger sperrig und flexibler sind als herkömmliche Batterien. Spiegel enthalten einen dünnen Metallfilm, normalerweise aus Aluminium in modernen Spiegeln, hinter Glas, um eine reflektierende Oberfläche zu erzeugen. In der Verpackung vieler moderner Konsumgüter, insbesondere der Lebensmittel, werden auch dünne Aluminiumfilmbeschichtungen verwendet, um die Haltbarkeit verderblicher Gegenstände zu erhöhen und das Paket glänzender und spürbarer zu machen. Aluminiumfilme werden auch als Isolierung verwendet, insbesondere für Anwendungen, die Flexibilität und Tragbarkeit erfordern, und sie werden in Raumanzüge, die Schutzausrüstung von Feuerwehrleuten und Notfalldinsen für Stoßopfer einbezogen.

Dünnschichtbeschichtungen werden durch eine von mehreren Techniken, die zusammen als Dünnfilmabscheidung bezeichnet werden, auf eine Oberfläche aufgetragen. Die meisten dieser Methoden werden als chemische Ablagerung kategorisiert, bei denen der Dünnfilm Appell istIED durch eine chemische Reaktion zwischen der Oberfläche und einer Flüssigkeit, die als Vorläufer oder physikalischer Abscheidung bezeichnet wird, bei der der Film durch mechanische, thermische oder elektrische Mittel angewendet wird. Zu den Methoden der chemischen Ablagerung gehören die Platte, die eine flüssige Vorläuferlösung verwendet, die gelöste Metallionen enthält, und chemische Dampfablagerung, bei der die Oberfläche mit gasförmigen Verbindungen reagiert.

physikalische Ablagerungsmethoden werden in einer Vakuumkammer durchgeführt, die das Substrat und die Substanz enthält. Die Partikel des letzteren werden mit verschiedenen Mitteln wie Heizung, Laserimpulsen oder elektrischen Bögen abgeschlagen, wodurch ein Dampf entsteht, der einen Film auf dem Substrat bildet. Es gibt auch Methoden, die sowohl physikalische als auch chemische Prozesse verwenden und nicht ordentlich in eine Kategorie passen, z.