Hva er de forskjellige typene tynne filmunderlag?

Tynne filmer som måler hvor som helst fra mindre enn et nanometer til noen få mikrometer tykke er altfor tynne og delikate til å håndtere uten hjelp av et underlag. Filmene må lages på overflaten av et underlag og forbli festet til dette materialet etter at de er laget. Det er mange forskjellige typer tynnfilmsubstrater, og ingeniører valgte et underlag basert på den tilsiktede bruken av tynnfilmen. Underlagene kan være laget av metall, keramikk, glass, plast eller kombinasjoner av disse materialene.

Keramiske tynnfilmsubstrater brukes til en rekke tynne filmer, inkludert de som er beregnet på bruk i elektronikk. Superledere, halvledere og mikrobrikker bruker ofte en tynn film som dyrkes på et keramisk underlag. Noen vanlige keramiske underlag er aluminiumoksyd, beryllia og aluminiumnitrid.

Alumina er det mest brukte keramiske underlaget, i stor grad fordi materialene som brukes til å lage det er lett tilgjengelige og rimelige. Materialet er holdbart, leder varme godt og er motstandsdyktig mot sterke syrer og baser. Beryllia er et annet vanlig valg fordi den har et høyt smeltepunkt og er en utmerket isolator.

Et materiale som forblir stabilt opp til 2 498 grader Fahrenheit (1370 grader celsius), aluminiumnitrid er et annet et av de vanligste keramiske tynnfilmsubstratene. Den leder også varme raskt og ekspanderer ikke når den varmes opp. Kjemikaliene som brukes til å lage underlaget reagerer ikke med de som brukes i typiske halvledere. Dette materialet brukes ofte til kjøleribber, mikrobølgeovner, krafttransistorer og i materialer som brukes til å håndtere gjenstander ved høye temperaturer.

Glass eller klar plast brukes ofte tynnfilmsubstrater som finnes i optiske enheter, for eksempel mikroskoper og teleskoper. Disse underlagene kan utstyres med forskjellige tynne filmlinser, som kan utformes for å utføre en rekke funksjoner. De kan begrense rekkevidden av lysfrekvenser som er tillatt gjennom linser eller forbedre visse lysfrekvenser. Ulike linser er designet etter forskjellige spesifikasjoner, og et enkelt glassunderlag kan utstyres med en rekke forskjellige tynnfilmfilter som endrer lysets egenskaper på en rekke forskjellige måter.

Noen metaller kan også brukes som tynnfilmsubstrater. Egenskapene til spesifikke metaller brukes til å bestemme hvilke tynne filmer de best vil støtte. Metalliske underlag brukes i en rekke tynne filmanordninger, inkludert noen elektroniske enheter.