¿Qué es una deposición de capa atómica?
La deposición de la capa atómica es un proceso químico utilizado en la fabricación de microprocesadores, películas ópticas y otras películas delgadas sintéticas y orgánicas para sensores, dispositivos médicos y electrónica avanzada donde una capa de material de solo unos pocos átomos de espesor se deposita precisamente en un substrato. Existen varios enfoques y métodos para depositar capas atómicas, y se ha convertido en una característica esencial de la investigación de la nanotecnología y la investigación en ciencias de los materiales en ingeniería eléctrica, energía y aplicaciones médicas. El proceso a menudo implica epitaxia de capa atómica o epitaxia de capa molecular, donde una capa muy delgada de sustancia cristalina en forma de metal o compuesto de silicio semiconductor se une a la superficie de una capa más gruesa de material similar.
La deposición de película delgada es un área de investigación y producción de productos que requiere la experiencia de varios disciplinas científicaslíneas debidas a la capa fina de control que deben ejercerse para producir dispositivos y materiales útiles. A menudo implica investigación y desarrollo en física, química y varios tipos de ingeniería, desde la ingeniería mecánica hasta la química. La investigación en química determina cómo los procesos químicos tienen lugar a nivel atómico y molecular y cuáles son los factores autolimitados para el crecimiento de cristales y óxidos metálicos, de modo que la deposición de la capa atómica puede producir constantemente capas con características uniformes. Las cámaras de reacción química para la deposición de la capa atómica pueden producir tasas de deposición de 1.1 angstroms, o 0.11 nanómetros de material por ciclo de reacción, controlando la cantidad de diversos productos químicos reactivos y la temperatura de la cámara. Los productos químicos comunes utilizados en tales procesos incluyen dióxido de silicio, SIO 2 ; óxido de magnesio, MgO; y nitruro tantalum, Tan.
Una forma similar de técnica de deposición de película delgada se utiliza para cultivar películas orgánicas, que generalmenteComienza con fragmentos de moléculas orgánicas como varios tipos de polímeros. Los materiales híbridos también se pueden producir utilizando productos químicos orgánicos e inorgánicos para su uso en productos como stents que se pueden colocar en vasos sanguíneos humanos y recubiertos con medicamentos de liberación de tiempo para combatir la enfermedad cardíaca. Los investigadores de Alberta en el Instituto Nacional de Nanotecnología en Canadá han creado una capa de película delgada similar con un stent de acero inoxidable tradicional para aportar arterias colapsadas abiertas a partir de 2011. El stent de acero inoxidable está recubierto con una capa delgada de sílice de vidrio que se usa como un sustrato al que se une al material de carbohidratos de azúcar que está aproximadamente a 60 capas atómicas en el grosor. El carbohidrato luego interactúa con el sistema inmune de manera positiva para evitar que el cuerpo desarrolle una respuesta de rechazo a la presencia del stent de acero en la arteria.
Hay cientos de compuestos químicos utilizados en la deposición de la capa atómica y tienen numerosos propósitos. Uno de los más wInvestigado por 2011 es el desarrollo de materiales dieléctricos de alto K en la industria de circuitos integrados. A medida que los transistores se vuelven cada vez más pequeños, por debajo del tamaño de 10 nanómetros, un proceso conocido como túnel cuántico donde las cargas eléctricas se filtran a través de las barreras aislantes hacen que el uso tradicional de dióxido de silicio para transistores sea poco práctico. Las películas de material dieléctrico de alto K que se prueban en la deposición de la capa atómica, ya que los reemplazos incluyen dióxido de circonio, ZnO 2 ; Dióxido de Hafnium, HFO 2 ; y óxido de aluminio, Al