原子層の堆積とは何ですか？

原子層の堆積は、マイクロプロセッサ、光学膜、およびセンサー、医療機器、および高度な電子機器のための他の合成および有機薄膜の製造に使用される化学プロセスであり、厚さの少数の原子のみが基板に正確に堆積します。原子層を堆積するためのいくつかのアプローチと方法があり、それは電気工学、エネルギー、医療用途のナノテクノロジー研究および材料科学研究の重要な特徴となっています。多くの場合、このプロセスには、原子層のエピタキシーまたは分子層エピタキシーが含まれます。そこでは、金属または半導体のシリコン化合物の形の結晶物質の非常に薄い層が、同様の材料の厚い層の表面に付着します。

薄膜堆積は、いくつかの科学工規律の専門知識を必要とする製品の研究と生産の領域です有用なデバイスと材料を生産するために行使する必要がある制御の細かい層によるライン。多くの場合、機械工学から化学工学まで、物理学、化学、およびさまざまなタイプのエンジニアリングの研究開発が含まれます。化学の研究により、原子レベルおよび分子レベルで化学プロセスがどのように起こるか、そして結晶と金属酸化物の成長に対する自己制限因子が何であるかを決定し、原子層の堆積は一貫して均一な特性を持つ層を生成することができます。原子層の堆積用の化学反応チャンバーは、さまざまな反応物化学物質の量とチャンバーの温度を制御することにより、反応サイクルごとに0.11ナノメートルの材料の堆積速度を1.1の堆積速度、または0.11ナノメートルの材料を生成できます。このようなプロセスで使用される一般的な化学物質には、二酸化シリコン、SIO ₂ が含まれます。酸化マグネシウム、MGO;窒化タンタル、日焼け。

同様の形式の薄膜堆積技術を使用して、通常はオーガニックフィルムを栽培します。さまざまな種類のポリマーなどの有機分子の断片から始まります。ハイブリッド材料は、ヒトの血管に配置し、心臓病と戦うために時間放出薬でコーティングされたステントなどの製品で使用するために、有機および無機化学物質を使用して生産することもできます。カナダの国立ナノテクノロジー研究所のアルバータ州の研究者は、2011年の時点で崩壊した動脈を支えるために、従来のステンレス鋼ステントを備えた同様の薄膜層を作成しました。ステンレス鋼ステントは、砂糖炭水化物材料を結合する基質として使用される基質として使用されるガラスシリカの薄い層でコーティングされています。次に、炭水化物は免疫系と正の方法で相互作用して、体が動脈内の鋼ステントの存在に対する拒絶反応を発症するのを防ぎます。

原子層の堆積で使用される何百もの化合物があり、それらは多くの目的を果たします。最もw2011年の時点で等しく研究されているのは、統合された回路業界における高K誘電材料の開発です。トランジスタが小さく、10ナノメートルサイズを下回るにつれて、断熱障壁全体に電荷が漏れている量子トンネルとして知られるプロセスが、トランジスタのための二酸化シリコンの従来の使用を実用的に使用します。代替品には二酸化ジルコニウム、ZnO ₂ が含まれるため、原子層堆積でテストされている高k誘電材料膜がテストされています。二酸化ハフニウム、hfo ₂ ;および酸化アルミニウム、al ₂ o ₃ 、これらの材料はトンネリングに対する耐性がはるかに優れていることを示しています。