薄膜の堆積とは何ですか？

薄膜沈着は、ターゲット材料で作られた特定の設計部分に薄いコーティングを適用し、その表面に特定の特性を注入するために、業界で使用される手法です。 薄膜コーティングは、ガラスの光学特性、金属の腐食特性、および半導体の電気特性を変化させるために適用されます。 通常、薄いコーティングが提供する本質的な表面特性を欠く膨大な材料に原子または分子を一度に1層に加えるために、いくつかの堆積技術が採用されています。 最小体積と重量のコーティングが必要な設計は、ターゲット材料を液体、ガス、またはプラズマのエネルギー化された環境にさらした薄膜堆積から利益を得ることができます。

最初の粗金属コーティングは、鏡のガラスの反射特性を改善するために最初のミレニアムで使用されました。 1600年代には、ベネチアのガラス製作者によるより洗練されたコーティング技術の開発が見られました。 1800年代までは精度の方法を実行しませんでした電気めっきや真空堆積などの薄いコーティングを塗布することが存在します。

電気めっきは、コーティングされる部分が電極に取り付けられ、金属イオンの導電性溶液に水没する化学的堆積の形式です。 電流が溶液を通過すると、イオンが部分の表面に描かれ、ゆっくりと金属層が生成されます。 ソルゲルと呼ばれる半固体溶液は、薄膜の化学的堆積のもう1つの手段です。 コーティング粒子が十分に小さい限り、それらは層に整理するのに十分な長さのゲルの懸濁液にとどまり、液体画分が乾燥段階で除去されると均等なコーティングを提供します。

蒸気堆積は、通常は部分的な真空で、エネルギー化されたガスまたはプラズマで部分がコーティングされている薄膜堆積を作成するための手法です。 真空チャンバーでは、原子と分子が均等に広がり、一貫した純度と厚さのコーティングを食べました。 対照的に、化学蒸気の堆積とは、部品をガス状のコーティングによって占有する反応チャンバーに配置されます。 ガスは標的材料と反応して、目的のコーティングの厚さを作成します。 プラズマ沈着では、コーティングガスはイオン形式に過熱し、それが部品の原子表面、通常は上昇した圧力で反応します。

スパッタの堆積では、固体形態の純粋なコーティング材料の供給源が熱または電子砲撃によって活性化されます。 固体源の原子のいくつかは緩み、アルゴンなどの不活性ガスで部分の表面の周りに均等に懸濁されています。 このタイプの薄膜堆積は、金でスパッタコーティングされ、電子顕微鏡を介して観察される小さな部分で細かい特徴を見るのに役立ちます。 後の研究のために部品をコーティングする際に、金原子は部品の上の固体源から取り外され、アルゴンで満たされたチャンバーを通してその表面に落ちますガス。

薄膜堆積の応用は多様であり、拡大しています。 レンズとプレートガラスの光学コーティングは、透過、屈折、反射の特性を改善し、処方メガネに紫外線（UV）フィルターを生成し、額入りの写真用の反射ガラス抗反射ガラスを生成します。 半導体産業は、薄いコーティングを使用して、シリコンウェーハなどの材料のコンダクタンスまたは断熱を改善します。 セラミック薄膜は、抗腐食性で、硬く、断熱性があります。低温では脆弱ですが、センサー、統合回路、より複雑な設計でうまく使用されています。 薄膜は、バッテリー、太陽電池、薬物送達システム、さらには量子コンピューターなどの超小型の「インテリジェント」な構造を形成するために堆積することができます。