Che cos'è un dispositivo a film sottile?
Un dispositivo a film sottile è qualsiasi tipo di componente basato su strati estremamente sottili di materia, solitamente quello di semiconduttore di silicio, nanometri o miliardesimi di metro di spessore, e talvolta posizionato uno sopra l'altro per formare un dispositivo o circuito a film sottile complesso. Ciò può coinvolgere qualsiasi cosa, dagli array di transistor utilizzati per creare microprocessori per computer, ai sistemi microelettromeccanici (MEMS), che sono piccoli sensori utilizzati per rilevare qualsiasi cosa, dal radon e fumo nei rivelatori di incendi domestici al movimento meccanico, variazioni di temperatura, altitudine per missili guidati. Altre applicazioni per un dispositivo a film sottile includono rivestimenti, come il processo di argentatura per specchi, strati ottici per conferire alle lenti qualità uniche e pellicole magnetiche basate su composti di ferro come una nuova forma di memoria del computer. Le batterie avanzate, i farmaci e le applicazioni delle celle solari, come le tegole sul tetto che generano la propria energia elettrica, si basano anche su un dispositivo a film sottile di una forma o di un'altra.
Esistono vari metodi chimici, fisici ed elettrici per generare film sottili, alcuni dei quali sono in grado di depositare strati di film fino al livello finito di singoli atomi. Le prime forme di successo commerciale per la deposizione di film sottili riguardavano composti semiconduttori al silicio. Il silicio puro, come isolante completo, viene drogato o impiantato con singoli ioni di fosforo o boro a una velocità di un atomo di fosforo o boro su ogni miliardo di atomi di silicio, per conferire al film sottile proprietà elettriche semiconduttive. Nuovi metodi di deposizione di film sottili ora implicano la creazione di strati estremamente fini di composti polimerici, che hanno applicazioni per celle solari flessibili e diodi organici a emissione di luce (OLED) che vengono utilizzati per creare pannelli di visualizzazione per televisori, monitor di computer e cartelloni elettrici.
Il processo di deposizione di film sottili è una scienza molto esigente e precisa, dovuta in parte al materiale delicato più comunemente usato per produrre componenti di dispositivi a film sottile, il silicio semiconduttore (SGS). Decenni di ricerca e sviluppo in quest'arena hanno permesso di adattare la tecnologia dei film sottili alle nuove arene della scienza dei materiali. L'utilizzo della conoscenza della produzione con deposizione di film sottili unita ai progressi nella ricerca sulle nanotecnologie ha portato a una gamma sempre più ampia di applicazioni per dispositivi a film sottile.
I microdot vengono generati e collocati in contenitori di farmaci per impedire l'importazione di prodotti farmaceutici contraffatti e i film sottili sono ora incorporati negli sforzi anti-contraffazione con denaro. Gli impianti medici, come gli stent, sono un dispositivo a film sottile per migliorare il flusso sanguigno nelle arterie, rivestito con strati microscopici di potenti farmaci per il rilascio lento nel flusso sanguigno. Dagli usi nei test tossicologici alla consegna di potenti farmaci anti-cancro in quantità estremamente piccole che altrimenti sarebbero mortali, alla tessitura di film sottili d'oro e d'argento in tessuti di lusso, il concetto di dispositivo a film sottile viene applicato in una gamma proliferante di campi e industrie che spesso passano inosservate al pubblico a causa delle loro dimensioni estremamente ridotte e delle funzioni nascoste.