O que são revestimentos de filme fino?

Os revestimentos de filme fino são camadas extremamente finas de material colocado na superfície do substrato. Eles podem variar de espessura de vários micrômetros, ou milionésimos de um metro, a menos de 1 nanômetro ou um bilionésimo de um metro. Os revestimentos de filme fino podem ser feitos de várias substâncias, incluindo silício, cerâmica e arseneto de gálio. Eles são comumente usados ​​em dispositivos ópticos, como células fotovoltaicas usadas para geração de energia solar, para componentes para eletrônicos e em ferramentas e outros equipamentos que requerem resistência aos danos na superfície.

A composição de um revestimento de filme fino depende de seu objetivo. Revestimentos de filme fino utilizados em células fotovoltaicas para gerar energia solar são feitas de materiais semicondutores, como silício e arseneto de gálio. Esses materiais podem converter energia da luz em corrente elétrica ao receber fótons de luz excitando os elétrons do material semicondutor para níveis mais altos de energia. Esses revestimentos também são usados ​​em eletrônicos, como o IC integradorcuits.

filmes finos semicondutores são frequentemente aplicados em uma série de camadas com composições químicas variadas para afetar as propriedades do filme. Essas camadas podem ser incrivelmente finas e alguns revestimentos de filme fino têm camadas com apenas um átomo de espessura. Assim, um revestimento de filme fino pode conter uma estrutura interna complexa de camadas variadas em um espaço extremamente pequeno.

cerâmica de filme fino é usado em aplicações que requerem materiais resistentes ao desgaste ou corrosão. As ferramentas de corte, por exemplo, podem ter uma vida útil de trabalho bastante prolongada se forem feitas com uma fina camada externa de cerâmica na aresta de corte para proteger o restante da lâmina do desgaste. Dispositivos que usam produtos químicos reativos, como células de combustível, podem usar cerâmica de filme fino para contê-los devido à inércia química relativa do filme de cerâmica.

Outros usos de revestimentos de filme fino incluem baterias de lítio recarregáveis,que pode ser feito com um cátodo composto por um filme fino de lítio e óxidos de metal para produzir baterias muito menos volumosas e mais flexíveis que as baterias convencionais. Os espelhos contêm um filme de metal fino, geralmente feito de alumínio em espelhos modernos, atrás do vidro para criar uma superfície reflexiva. Os revestimentos de filmes de alumínio finos também são usados ​​na embalagem de muitos bens de consumo modernos, especialmente alimentos, para aumentar o prazo de validade de itens perecíveis e tornar o pacote mais brilhante e mais perceptível. Os filmes de alumínio também são usados ​​como isolamento, especialmente para aplicações que requerem flexibilidade e portabilidade, e são incorporadas em coisas como roupas espaciais, equipamentos de proteção dos bombeiros e cobertores isolantes de emergência para vítimas de choque.

Os revestimentos de filme fino são aplicados a uma superfície através de uma das várias técnicas coletivamente chamadas de deposição de filmes finos. A maioria desses métodos é categorizada como deposição química, na qual o filme fino é applIED através de uma reação química entre a superfície e um fluido chamado precursor, ou deposição física, na qual o filme é aplicado por meios mecânicos, térmicos ou elétricos. Os métodos de deposição química incluem revestimento, que usa uma solução precursora líquida contendo íons metálicos dissolvidos e deposição de vapor químico, no qual a superfície reage com compostos gasosos.

Métodos físicos de deposição são realizados em uma câmara de vácuo contendo o substrato e a substância. As partículas deste último são derrubadas por vários meios, como aquecimento, pulsos a laser ou arcos elétricos, criando um vapor que forma um filme no substrato. Também existem métodos que usam processos físicos e químicos e não se encaixam perfeitamente em nenhuma das categorias, como pulverização reativa e epitaxia de feixe molecular.