Vad är tunn filmavlagring?
Tunnfilmavsättning är en teknik som används inom industrin för att applicera en tunn beläggning på en speciell designdel tillverkad av ett målmaterial och för att infundera dess yta med vissa egenskaper. Tunna filmbeläggningar appliceras för att ändra de optiska egenskaperna hos glas, de korrosiva egenskaperna hos metaller och de elektriska egenskaperna hos halvledare. Flera avsättningstekniker används, vanligtvis för att lägga till atomer eller molekyler, ett skikt i taget, till ett stort antal material som saknar väsentliga ytegenskaper som tunna beläggningar ger. Varje konstruktion för vilken en beläggning av minimivolym och vikt krävs kan dra nytta av en tunna filmavsättning som utsätter ett målmaterial för en energimiljö av vätska, gas eller plasma.
De första råmetallbeläggningarna användes under det första årtusendet för att förbättra reflekterande egenskaper hos glas för speglar. Under 1600-talet utvecklades venetianska glasproducenter mer raffinerade beläggningstekniker. Först på 1800-talet fanns exakta metoder för att applicera tunna beläggningar, såsom galvanisering och vakuumavlagring.
Elektroplätering är en form av kemisk avsättning där den del som ska beläggas är fäst på en elektrod och nedsänkt i en ledande lösning av metalljoner. När en ström går genom lösningen dras jonerna till en del yta för att långsamt skapa ett tunt metallskikt. Halvfasta lösningar som kallas sol-geler är ett annat sätt att kemisk avsättning av tunnfilmer. Så länge beläggningspartiklarna är tillräckligt små, kommer de att förbli i suspension i gelen tillräckligt länge för att organiseras i skikt och tillhandahålla en jämn beläggning när vätskefraktionen avlägsnas i en torkfas.
Ångavsättning är en teknik för att skapa en tunna filmavsättning där en del är belagd i en energigaserad gas eller plasma, vanligtvis i ett partiellt vakuum. I vakuumkammaren sprids atomer och molekyler jämnt och skapar en beläggning med jämn renhet och tjocklek. Däremot placeras delen med kemisk ångavsättning i en reaktionskammare upptagen av beläggningen i gasform. Gasen reagerar med målmaterialet för att skapa den önskade beläggningstjockleken. Vid plasmadeponering överhettas beläggningsgasen till en jonform som sedan reagerar med den atomiska ytan på delen, typiskt vid förhöjda tryck.
Vid avsättning av förstoftning aktiveras en källa av rent beläggningsmaterial i fast form av värme eller elektronbombardement. En del av atomerna i den fasta källan lossnar och hängs jämnt runt delens yta i en inert gas, såsom argon. Denna typ av tunnfilmavsättning är användbar för att visa fina särdrag på små delar som är sputterbelagda i guld och observeras genom ett elektronmikroskop. Vid beläggning av delen för senare studie lossas guldatomer från en fast källa ovanför delen och faller på dess yta genom en kammare fylld med argongas.
Tillämpningarna av deponering av tunnfilm är olika och har expanderat. Optiska beläggningar på linser och plattglas kan förbättra egenskaperna för transmission, brytning och reflektion och producera ultravioletta (UV) filter i receptglas och antireflekterande glas för inramade foton. Halvledarindustrin använder tunna beläggningar för att ge förbättrad konduktans eller isolering för material såsom kiselskivor. Tunna filmer av keramik är korrosionsskyddande, hårda och isolerande; även om de är spröda vid låga temperaturer, har de använts framgångsrikt i sensorer, integrerade kretsar och mer komplexa konstruktioner. Tunna filmer kan deponeras för att bilda ultralilla "intelligenta" strukturer som batterier, solceller, läkemedelsleveranssystem och till och med kvantdatorer.