Quali sono i diversi tipi di materiali a film sottile?
Esiste un'ampia varietà di materiali a film sottile. I metalli selezionati sono scelte popolari perché sono malleabili e sono facilmente fabbricati in fogli sottili. Con la scienza della nanotecnologia, la manipolazione di atomi e molecole, elementi liquidi e gassosi instabili può anche essere usata come materiale efficiente.
Gli specchi utilizzano film sottile e in questo tipo di applicazione vengono utilizzati metalli come alluminio, argento e rame. Lo stagno viene miscelato quando viene usato l'argento per creare quest'ultimo legame con la superficie del vetro. Processi più moderni ed economici utilizzano metalli liquidi come materiali a film sottile. Il nitrato d'argento, ad esempio, viene diluito con altri prodotti chimici, versato su una superficie e lasciato asciugare, ottenendo uno specchio.
I dispositivi più moderni utilizzano anche film sottili, come pannelli solari, telescopi ad alta potenza e persino chip di memoria. Queste tecnologie richiedono che i film sottili vengano applicati in modo così accurato e uniforme che vengono sviluppati composti più avanzati per realizzare un rivestimento uniforme. Il rame indio gallio (di) selenide (CIGS) è uno dei materiali a film sottile più popolari, in particolare per i pannelli solari, poiché possono assorbire l'energia solare. Il silicone cristallino è anche un componente standard per i pannelli solari.
È stata studiata una soluzione a base liquida come possibile materiale per film sottile. Le nanofibre e altri liquidi formano una miscela che, se agitata, può rivestire una superficie in pochi secondi. Questa soluzione può produrre materiali a film sottile che sono più convenienti, più rispettosi dell'ambiente e più facili da applicare.
La scelta tra vari materiali a film sottile può dipendere dalla tecnica di applicazione del film sottile, che si tratti di una deposizione chimica o fisica. Nella deposizione chimica, liquidi o vapori subiscono un cambiamento chimico quando interagiscono con una superficie, risultando in un rivestimento uniforme del film sottile. Un esempio comune di ciò è la galvanica, un processo che utilizza un campo elettrico per rivestire un oggetto con ioni metallici. La deposizione fisica, d'altra parte, cambia solo lo stato di un materiale, di solito trasformandolo in solido. La deposizione di sputter è un esempio di ciò, in cui la superficie solida espelle pochi dei suoi atomi in un plasma, formando un film sottile.
A parte i materiali a film sottile, anche la superficie, o materiali target, è un elemento importante. Il vetro è il materiale target standard, poiché si lega bene a molti elementi. Altri materiali come la ceramica, la lamina di metallo e la plastica stanno emergendo come possibili superfici per i film sottili perché sono meno costosi del vetro.