Qu'est-ce que le dépôt de couches mince?

Le dépôt de couches mince est une technique utilisée dans l'industrie pour appliquer un revêtement mince à une partie de conception particulière faite d'un matériau cible et pour infuser sa surface avec certaines propriétés. Des revêtements à couches minces sont appliqués pour modifier les propriétés optiques du verre, les propriétés corrosives des métaux et les propriétés électriques des semi-conducteurs. Plusieurs techniques de dépôt sont utilisées, généralement pour ajouter des atomes ou des molécules, une couche à la fois, à une vaste gamme de matériaux qui manquent de propriétés de surface essentielles que les revêtements minces fournissent. Toute conception pour laquelle un revêtement de volume et de poids minimum est nécessaire peut bénéficier d'un dépôt de couches mince qui expose un matériau cible à un environnement énergique de liquide, de gaz ou de plasma.

Les premiers revêtements métalliques bruts ont été utilisés au premier millénaire pour améliorer les propriétés réfléchissantes du verre pour les miroirs. Les années 1600 ont vu le développement de techniques de revêtement plus raffinées par des meurtriers vénitiens. Pas avant les années 1800 ont fait des méthodes de précisiond'appliquer des revêtements minces, tels que l'électroples et le dépôt de vide, existent.

L'électroples est une forme de dépôt chimique dans lequel la pièce à enrober est attachée à une électrode et submergée dans une solution conductrice d'ions métalliques. Comme un courant est exécuté à travers la solution, les ions sont dessinés sur la surface d'une partie pour créer lentement une fine couche de métal. Les solutions semi-solides appelées sol-gels sont un autre moyen de dépôt chimique de films minces. Tant que les particules de revêtement sont suffisamment petites, elles resteront en suspension dans le gel suffisamment longtemps pour s'organiser en couches et fournir un revêtement uniforme lorsque la fraction liquide est éliminée en phase de séchage.

Le dépôt de vapeur

est une technique pour créer un dépôt de couches mince dans lequel une pièce est recouverte d'un gaz ou d'un plasma énergique, généralement dans un vide partiel. Dans la chambre à vide, les atomes et les molécules s'étalaient uniformément et Crea mangé un revêtement de pureté et d'épaisseur cohérentes. En revanche, avec le dépôt de vapeur chimique, la pièce est placée dans une chambre de réaction occupée par le revêtement sous forme gazeuse. Le gaz réagit avec le matériau cible pour créer l'épaisseur de revêtement souhaitée. Dans le dépôt de plasma, le gaz de revêtement est surchauffé dans une forme ionique qui réagit ensuite avec la surface atomique de la pièce, généralement à des pressions élevées.

Dans le dépôt de pulvérisation, une source de matériau de revêtement pur sous forme solide est sous tension par la chaleur ou les bombardements électroniques. Certains des atomes de la source solide se détachent et sont suspendus uniformément autour de la surface de la partie dans un gaz inerte, comme l'argon. Ce type de dépôt de couches minces est utile pour visualiser les caractéristiques fines sur de petites pièces qui sont enduites en or et observées au microscope électronique. En revêtement la pièce pour une étude ultérieure, les atomes d'or sont délogés d'une source solide au-dessus de la pièce et tombent à sa surface à travers une chambre remplie d'argongaz.

Les applications du dépôt de couches minces sont diverses et se sont en expansion. Les revêtements optiques sur les lentilles et le verre de plaque peuvent améliorer les propriétés de la transmission, de la réfraction et de la réflexion, produisant des filtres ultraviolets (UV) dans des verres de prescription et du verre anti-réflexif pour les photos encadrées. L'industrie des semi-conducteurs utilise des revêtements minces pour fournir une conductance ou une isolation améliorée pour des matériaux tels que des tranches de silicium. Les films minces en céramique sont anti-corrosifs, durs et isolants; Bien que cassants à basse température, ils ont été utilisés avec succès dans des capteurs, des circuits intégrés et des conceptions plus complexes. Les couches minces peuvent être déposées pour former des structures ultra petites «intelligentes» telles que les batteries, les cellules solaires, les systèmes d'administration de médicaments et même les ordinateurs quantiques.