O que é uma deposição de camada atômica?
A deposição da camada atômica é um processo químico usado na fabricação de microprocessadores, filmes ópticos e outros filmes finos sintéticos e orgânicos para sensores, dispositivos médicos e eletrônicos avançados, onde uma camada de material apenas alguns átomos na espessura é depositada com precisão em um substrato. Existem várias abordagens e métodos para depositar camadas atômicas, e tornou -se uma característica essencial da pesquisa em ciência da pesquisa e materiais de pesquisa em nanotecnologia em engenharia elétrica, energia e aplicações médicas. O processo geralmente envolve epitaxia da camada atômica ou epitaxia da camada molecular, onde uma camada muito fina de substância cristalina na forma de um composto de silício de metal ou semicondutor é preso à superfície de uma camada mais espessa de material semelhante.
A deposição de filmes finos é uma área de pesquisa e produção de produtos que requer a experiência de várias disciplinas científicasLinhas devido à fina camada de controle que deve ser exercida para produzir dispositivos e materiais úteis. Muitas vezes, envolve pesquisa e desenvolvimento em física, química e vários tipos de engenharia, da engenharia mecânica à química. A pesquisa em química determina como os processos químicos ocorrem em níveis atômicos e moleculares e quais são os fatores autolimitados para o crescimento de cristais e óxidos metálicos, de modo que a deposição da camada atômica pode produzir consistentemente camadas com características uniformes. As câmaras de reação química para a deposição da camada atômica podem produzir taxas de deposição de 1,1 angstroms, ou 0,11 nanômetros de material por ciclo de reação, controlando a quantidade de vários produtos químicos reagentes e a temperatura da câmara. Os produtos químicos comuns utilizados nesses processos incluem dióxido de silício, SiO 2 ; óxido de magnésio, MGO; e nitreto de tântalo, tan.
Uma forma semelhante de técnica de deposição de filmes finos é usada para cultivar filmes orgânicos, que geralmenteComeça com fragmentos de moléculas orgânicas, como vários tipos de polímeros. Os materiais híbridos também podem ser produzidos usando produtos químicos orgânicos e inorgânicos para uso em produtos como stents que podem ser colocados em vasos sanguíneos humanos e revestidos com medicamentos para liberar tempo para combater doenças cardíacas. Pesquisadores de Alberta do Instituto Nacional de Nanotecnologia no Canadá criaram uma camada de filme fino semelhante com um stent de aço inoxidável tradicional para apoiar artérias desmoronadas a partir de 2011. O stent de aço inoxidável é revestido com uma camada fina de sílica de vidro que é usada como um substrato ao qual se ligar a carboidrato de açúcar. O carboidrato interage com o sistema imunológico de maneira positiva para impedir que o corpo desenvolva uma resposta de rejeição à presença do stent de aço na artéria.
Existem centenas de compostos químicos usados na deposição da camada atômica e servem a vários propósitos. Um dos mais wPesquisado idiosamente a partir de 2011 é o desenvolvimento de materiais dielétricos de alto K na indústria de circuitos integrados. À medida que os transistores ficam cada vez menores, abaixo do tamanho de 10 nanômetros, um processo conhecido como tunelamento quântico onde cargas elétricas vazam através de barreiras isolantes torna impraticável o uso tradicional de dióxido de silício para transistores. Os filmes de material dielétrico de alto k que estão sendo testados na deposição da camada atômica como substituições incluem dióxido de zircônio, ZnO 2 ; dióxido de hafnium, HFO 2 ; e óxido de alumínio, Al 2 o 3 , pois esses materiais demonstram uma resistência muito melhor ao tunelamento.