¿Qué es la deposición de película delgada?
La deposición de la película delgada es una técnica utilizada en la industria para aplicar un recubrimiento delgado a una parte de diseño particular hecha de un material objetivo e infundir su superficie con ciertas propiedades. Se aplican recubrimientos de película delgada para cambiar las propiedades ópticas del vidrio, las propiedades corrosivas de los metales y las propiedades eléctricas de los semiconductores. Se emplean varias técnicas de deposición, generalmente para agregar átomos o moléculas, una capa a la vez, a una amplia gama de materiales que carecen de propiedades de superficie esenciales que proporcionan los recubrimientos delgados. Cualquier diseño para el cual se requiere un recubrimiento de volumen y peso mínimo puede beneficiarse de la deposición de película delgada que expone un material objetivo a un entorno energizado de líquido, gas o plasma.
Los primeros recubrimientos de metal crudo se usaron en el primer milenio para mejorar las propiedades reflectantes de los vidrios para los espejos. El siglo XVII vio el desarrollo de técnicas de recubrimiento más refinadas por parte de fabricantes de vidrio veneciano. No hasta que el siglo XIX hiciera métodos de precisiónExisten la aplicación de recubrimientos delgados, como la electroplatación y la deposición de vacío.
La electroplatación es una forma de deposición química en la que la pieza a recubrir se une a un electrodo y se sumerge en una solución conductora de iones metálicos. A medida que se ejecuta una corriente a través de la solución, los iones se dibujan a la superficie de una parte para crear lentamente una capa delgada de metal. Las soluciones semisólidas llamadas sol-gels son otro medio de deposición química de películas delgadas. Mientras las partículas de recubrimiento sean suficientemente pequeñas, permanecerán en suspensión en el gel el tiempo suficiente para organizarse en capas y proporcionar un recubrimiento uniforme cuando la fracción líquida se elimine en una fase de secado.
La deposición de vapor es una técnica para crear una deposición de película delgada en la que una parte está recubierta en un gas o plasma energizado, generalmente en un vacío parcial. En la cámara de vacío, los átomos y las moléculas se extienden uniformemente y creanComió un recubrimiento de pureza y grosor consistentes. Por el contrario, con la deposición de vapor químico, la pieza se coloca en una cámara de reacción ocupada por el recubrimiento en forma gaseosa. El gas reacciona con el material objetivo para crear el grosor de recubrimiento deseado. En la deposición de plasma, el gas de recubrimiento se sobrecalienta en una forma iónica que luego reacciona con la superficie atómica de la pieza, típicamente a presiones elevadas.
En la deposición de pulverización, una fuente de material de recubrimiento puro en forma sólida se energiza por el bombardeo de calor o electrones. Algunos de los átomos de la fuente sólida se sueltan y se suspenden uniformemente alrededor de la superficie de la parte en un gas inerte, como el argón. Este tipo de deposición de película delgada es útil para ver características finas en piezas pequeñas que están recubiertas de oro en oro y se observan a través de un microscopio electrónico. Al recubrir la pieza para un estudio posterior, los átomos de oro se desalojan de una fuente sólida por encima de la pieza y caen sobre su superficie a través de una cámara llena de argónGas.
Las aplicaciones de la deposición de películas delgadas son diversas y se han expandido. Los recubrimientos ópticos en lentes y vidrio de placa pueden mejorar las propiedades de la transmisión, la refracción y la reflexión, produciendo filtros ultravioleta (UV) en vasos recetados y vidrio antirreflectante para fotos enmarcadas. La industria de los semiconductores utiliza recubrimientos delgados para proporcionar una conductancia o aislamiento mejorado para materiales como obleas de silicio. Las películas delgadas de cerámica son anticorrosivas, duras y aislantes; Aunque frágil a bajas temperaturas, se han utilizado con éxito en sensores, circuitos integrados y diseños más complejos. Se pueden depositar películas delgadas para formar estructuras ultra pequeñas "inteligentes", como baterías, células solares, sistemas de administración de fármacos e incluso computadoras cuánticas.