Quel est le processus de film mince?

Le processus de film mince peut impliquer un certain nombre de procédures chimiques ou physiques différentes. Les techniques de traitement des couches minces les plus courantes sont l'utilisation de produits chimiques liquides ou gazeux, les méthodes d'évaporation ou le processus de pulvérisation. Des combinaisons de ces techniques sont également courantes dans le processus de film mince, ce qui permet de mieux contrôler les propriétés du produit final. Le processus de film mince peut être de nature physique ou chimique.

Les produits chimiques, sous forme liquide ou gazeuse, peuvent être utilisés pour créer un film mince. Le dépôt chimique en phase vapeur, par exemple, expose un matériau à un produit chimique qui se décompose ou réagit avec le matériau. Au cours de ce processus, des sous-produits dangereux ou volatiles sont souvent créés. Les laboratoires doivent donc être équipés pour éliminer les produits chimiques résultants. Le chauffage du substrat peut améliorer la croissance du film mince lors du dépôt chimique en phase vapeur.

L'évaporation est un autre processus courant de film mince. En évaporation, le matériau cible est chauffé jusqu'à ce qu'il s'évapore ou se sublime. Une fois que la substance est un gaz, elle est libérée dans une chambre contenant le substrat sur lequel le film mince va se former. La substance frappe le substrat et forme un film mince.

Un certain nombre de machines différentes peuvent être utilisées pour évaporer les matériaux cibles. Ces machines peuvent chauffer un matériau cible sur une bobine chauffée, une plaque ou dans une chambre chauffée. Les substances peuvent également s'évaporer si elles sont frappées par un faisceau d'électrons ou de photons de haute intensité, tels que ceux émis par un laser.

Le procédé de pulvérisation cathodique, également appelé dépôt par pulvérisation cathodique ou pulvérisation cathodique à magnétron réactif, est un procédé couramment utilisé en couche mince. Au cours de ce processus, un substrat est placé dans une chambre à vide dans une machine spécialisée. L'air est aspiré hors de la chambre et le matériau cible est libéré dans la chambre sous forme de gaz. Les aimants puissants créent une charge qui provoque l'ionisation du matériau cible et son dépôt sur le substrat. En déplaçant le substrat dans les deux sens pendant ce processus, le film mince est uniformément réparti sur sa surface.

Le processus de film mince crée des films minces de divers éléments ou molécules d’une épaisseur variant entre quelques centaines et quelques centaines d’atomes. Les films minces ont de nombreuses utilisations et sont des composants courants dans les ordinateurs, les appareils optiques et comme filtres de couleur pour les caméras et les télescopes. Les films minces sont généralement fabriqués à partir de titane, d'aluminium, d'or, d'argent et d'alliages de ces métaux. Les substrats courants comprennent les métaux, les plastiques, le verre et les céramiques.

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