Quali sono i diversi tipi di rivestimenti a film sottile?

I rivestimenti a film sottile sono costituiti da composti dielettrici, metallici e ossidi che sono comunemente usati nell'industria dei semiconduttori, nell'esercito e nelle applicazioni di dispositivi ottici. I processi di produzione in genere comportano la deposizione fisica di vapore, come la deposizione di sputtering o la deposizione di vapore chimico in cui vengono utilizzate reazioni chimiche e plasmi ad alta energia per depositare il film. I rivestimenti classificati come film sottili sono generalmente considerati con uno spessore massimo di un micron o 1.000 nanometri e possono essere ferromagnetici, ceramici o un certo livello di materiale conduttore o isolante.

I rivestimenti ottici sono una delle principali aree di produzione per i rivestimenti a film sottile e forniscono usi importanti come i filtri laser e la protezione degli occhi per la chirurgia laser in medicina. I rivestimenti antiriflesso sono ampiamente utilizzati negli obiettivi presenti nelle fotocamere, nei telescopi e nei lettori di dischi video digitali (DVD) per ridurre il normale riflesso della luce che ridurrebbe le prestazioni di tali apparecchiature. Alcuni rivestimenti a film sottile nel campo dell'ottica sono anche multistrato per interagire in modo diverso con varie lunghezze d'onda della luce e vengono utilizzati nei monitor di computer, occhiali da vista con qualità sia riflettenti che antiriflesso e telecamere. I rivestimenti ottici riflettenti sono simili a specchi e di solito realizzati in alluminio, oro o argento, dove vengono utilizzati in fotocopiatrici, scanner di codici a barre e laser industriali e militari ad alta potenza.

I film sottili ceramici vengono utilizzati per rivestire utensili da taglio esposti a stress chimici e di calore, in usi medici per le loro qualità inerti e in molte altre aree. I substrati per batterie agli ioni di litio che sono composti da rivestimenti ceramici a film sottile vengono utilizzati nell'industria elettronica dal 2011 e sono stati perfezionati attraverso oltre un decennio di ricerche presso il Oak Ridge National Laboratory negli Stati Uniti. La base in ceramica per il circuito integrato è una piattaforma per batterie impiantate che può funzionare in un ampio intervallo di temperature, da -4 ° a 284 ° Fahrenheit (da -20 ° a 140 ° Celsius) ed essere di qualsiasi forma o dimensione, e questo dà il circonda applicazioni più ampie di quelle di progettazione convenzionale. La loro capacità di funzionare a una temperatura fino a 536 ° Fahrenheit (280 ° Celsius), se necessario, li rende utili per sensori, smart card e dispositivi medici impiantabili, come defibrillatori e stimolatori neurali.

Le celle solari sensibili alla tintura (DSSC) si basano anche sulla deposizione di film sottile di biossido di titanio, TiO ₂ , sebbene di solito abbiano uno spessore da 5 a 20 micron. La tecnologia prevede una combinazione di rivestimenti a film sottile di materiali ceramici, semiconduttori e ottici ed è progettata per durare 20 anni di esposizione alla luce solare. I progetti a stato solido per l'elettronica di queste celle solari offrono la promessa di renderli più economici e semplici da produrre rispetto alle celle solari a base di silicio standard.