O que é deposição de filmes finos?
A deposição de filme fino é uma técnica usada na indústria para aplicar um revestimento fino a uma peça de design específica feita de um material-alvo e para infundir sua superfície com certas propriedades. Revestimentos de filme fino são aplicados para alterar as propriedades ópticas do vidro, as propriedades corrosivas dos metais e as propriedades elétricas dos semicondutores. Várias técnicas de deposição são empregadas, geralmente para adicionar átomos ou moléculas, uma camada de cada vez, a uma vasta gama de materiais que carecem de propriedades superficiais essenciais que os revestimentos finos fornecem. Qualquer projeto para o qual é necessário um revestimento de volume e peso mínimos pode se beneficiar da deposição de filme fino que expõe um material alvo a um ambiente energizado de líquido, gás ou plasma.
Os primeiros revestimentos de metal bruto foram usados no primeiro milênio para melhorar as propriedades refletivas do vidro para espelhos. A década de 1600 viu o desenvolvimento de técnicas de revestimento mais refinadas pelos fabricantes de vidro venezianos. Somente em 1800, existiam métodos precisos de aplicação de revestimentos finos, como galvanoplastia e deposição a vácuo.
A galvanoplastia é uma forma de deposição química na qual a peça a ser revestida é anexada a um eletrodo e submersa em uma solução condutora de íons metálicos. À medida que a corrente percorre a solução, os íons são atraídos para a superfície da peça para criar lentamente uma fina camada de metal. Soluções semi-sólidas chamadas sol-géis são outro meio de deposição química de filmes finos. Enquanto as partículas de revestimento forem suficientemente pequenas, elas permanecerão em suspensão no gel por tempo suficiente para se organizar em camadas e fornecer um revestimento uniforme quando a fração líquida for removida na fase de secagem.
A deposição de vapor é uma técnica para a criação de deposição de película fina, na qual uma peça é revestida em um gás ou plasma energizado, geralmente em vácuo parcial. Na câmara de vácuo, átomos e moléculas se espalham uniformemente e criam um revestimento de pureza e espessura consistentes. Por outro lado, com a deposição química de vapor, a peça é colocada em uma câmara de reação ocupada pelo revestimento na forma gasosa. O gás reage com o material alvo para criar a espessura de revestimento desejada. Na deposição de plasma, o gás de revestimento é superaquecido em uma forma iônica que reage com a superfície atômica da peça, tipicamente a pressões elevadas.
Na deposição por pulverização, uma fonte de material de revestimento puro na forma sólida é energizada por bombardeamento de calor ou elétrons. Alguns átomos da fonte sólida se soltam e são suspensos uniformemente em torno da superfície da peça em um gás inerte, como o argônio. Esse tipo de deposição de filmes finos é útil na visualização de recursos finos em pequenas peças revestidas com borrifo de ouro e observadas através de um microscópio eletrônico. Ao revestir a peça para estudo posterior, os átomos de ouro são deslocados de uma fonte sólida acima da peça e caem sobre sua superfície através de uma câmara cheia de gás argônio.
As aplicações da deposição de filmes finos são diversas e vêm se expandindo. Os revestimentos ópticos nas lentes e vidro laminado podem melhorar as propriedades de transmissão, refração e reflexão, produzindo filtros ultravioleta (UV) em óculos graduados e vidro anti-reflexo para fotos emolduradas. A indústria de semicondutores usa revestimentos finos para fornecer condutância ou isolamento aprimorados para materiais como pastilhas de silício. As películas finas de cerâmica são anticorrosivas, duras e isolantes; embora frágeis a baixas temperaturas, eles foram usados com sucesso em sensores, circuitos integrados e projetos mais complexos. Filmes finos podem ser depositados para formar estruturas “inteligentes” ultra pequenas, como baterias, células solares, sistemas de administração de medicamentos e até computadores quânticos.