Qu'est-ce qu'un substrat en couche mince?
Un substrat en film mince est une couche de matériau appliquée avec la technologie des films minces. De nombreux dispositifs industriels et technologiques nécessitent un revêtement avec une couche mince d'un produit chimique ou d'une substance particulière. La couche mince, une technologie créée à la fin du 20ème siècle, permet la création de couches d'épaisseur microscopique, parfois aussi fines que la largeur d'un seul atome. Ceci est utile pour les matériaux trop coûteux à utiliser en grandes quantités, tels que certains semi-conducteurs. Dans la plupart des cas, un substrat en film mince n’est qu’une partie d’une conception beaucoup plus complexe.
Un substrat est simplement une surface pour attacher une couche de matériau d'épaisseur variable. Un exemple courant est l’apprêt à la peinture, qui recouvre un objet, tel qu’une partie du corps de l’automobile, afin que d’autres couches de peinture adhèrent plus facilement. Les substrats apparaissent dans une multitude d'objets manufacturés et naturels. Le substrat en film mince étend ce concept à un niveau qui n'est possible qu'avec un haut degré de technologie. De tels substrats peuvent être appliqués avec une variété de procédés chimiques ou technologiques.
Le substrat en film mince a de nombreuses utilisations dans la technologie moderne. Par exemple, des matériaux semi-conducteurs tels que l'arséniure de gallium peuvent contrôler le flux d'électricité de manière à les rendre inestimables pour les circuits miniaturisés. Ce matériel est coûteux à produire; heureusement, cela peut fonctionner même si une petite quantité est présente. La technologie des couches minces permet d’étendre uniformément un minimum de la substance sur une surface dépourvue de vide, optimisant ainsi son efficacité. Ce substrat peut ensuite être attaché à des matériaux moins coûteux pour créer un semi-conducteur fonctionnel.
Il existe différentes méthodes pour créer un substrat en film mince. Certains sont des processus chimiques, tels que la méthode utilisée pour créer des cellules solaires à couche mince. La substance est réduite à un liquide puis pulvérisée sur une plaque chargée positivement de manière à adhérer dans une couche mince et uniformément répartie. D'autres méthodes utilisent des processus de fabrication physiques, tels que la création d'empilements de substrat en film mince entre des plaquettes d'un autre matériau. L'autre matériau est ensuite dissous ou éliminé, laissant une couche de film mince pouvant être appliquée ailleurs.
Il existe de nombreuses utilisations pour ce matériau. Les couches minces peuvent être utilisées dans les cellules solaires, le matériel informatique et les batteries pour utiliser au mieux les matériaux coûteux. Le revêtement en couche mince sur une lentille optique peut protéger la lentille ou modifier le traitement de la lumière. L'administration de médicaments en film mince utilise la technologie pour distribuer aux patients de très petites quantités de produits chimiques thérapeutiques. Un revêtement de céramique à couche mince peut protéger un outil coûteux de la corrosion en raison de son utilisation dans des environnements difficiles.