Что такое устройство с тонкой пленкой?

Тонкопленочное устройство представляет собой компонент любого типа, основанный на чрезвычайно тонких слоях вещества, обычно на полупроводниковом кремнии, толщиной в нанометры или миллиардные доли метра и иногда размещаемых друг над другом, чтобы сформировать сложное тонкопленочное устройство или схему. Это может включать в себя все, что угодно - от транзисторных матриц, используемых для изготовления микропроцессоров для компьютеров, до микроэлектромеханических систем (MEMS), которые представляют собой мельчайшие датчики, используемые для обнаружения всего: от радона и дыма в домашних пожарных извещателях до механического движения, колебаний температуры, высоты над уровнем моря. управляемые ракеты. Другие области применения тонкопленочных устройств включают покрытия, такие как процесс серебрения зеркал, оптические слои для придания линзам уникальных качеств и магнитные пленки на основе соединений железа в качестве новой формы компьютерной памяти. Усовершенствованные батареи, фармацевтические препараты и солнечные элементы, такие как черепица на крыше, вырабатывающая собственную электроэнергию, также основаны на тонкопленочных устройствах той или иной формы.

Существуют различные химические, физические и электрические методы получения тонких пленок, некоторые из которых способны осаждать пленочные слои до конечного уровня отдельных атомов. Самые ранние формы коммерческого успеха для осаждения тонких пленок включали кремниевые полупроводниковые соединения. Чистый кремний, как полный изолятор, легируется или имплантируется отдельными ионами фосфора или бора со скоростью от одного атома фосфора или бора на каждый миллиард атомов кремния, чтобы придать тонкопленочной полупроводниковых электрических свойствах. Новые методы осаждения тонких пленок в настоящее время включают создание чрезвычайно тонких слоев полимерных соединений, которые имеют применение для гибких солнечных элементов и органических светодиодов (OLED), которые используются для создания панелей отображения для телевизоров, компьютерных мониторов и электрических рекламных щитов.

Процесс осаждения тонких пленок является очень точной и точной наукой, в некоторой степени благодаря деликатному материалу, наиболее часто используемому для производства тонкопленочных компонентов устройства, полупроводникового кремния (SGS). Десятилетия исследований и разработок в этой области позволили адаптировать технологию тонких пленок к новым областям материаловедения. Использование знаний о производстве осаждения тонких пленок в сочетании с достижениями в области нанотехнологических исследований привело к появлению все более широкого спектра применений в тонкопленочных устройствах.

Микроточки создаются и помещаются в контейнеры для лекарств, чтобы предотвратить импорт поддельных лекарств, а тонкие пленки в настоящее время включаются в борьбу с контрафакцией деньгами. Медицинские имплантаты, такие как стенты, представляют собой тонкопленочные устройства для усиления кровотока в артериях, покрытые микроскопическими слоями мощных лекарств для медленного высвобождения в кровоток. Концепция тонкопленочных устройств применяется в самых разных областях: от использования в токсикологических испытаниях до доставки мощных противораковых лекарств в чрезвычайно небольших количествах, которые в противном случае были бы смертельными, до плетения тонких пленок из золота и серебра в роскошные ткани. и отрасли, которые часто остаются незамеченными для общественности из-за их чрезвычайно малых размеров и скрытых функций.