Atomik Katman Birikimi Nedir?

Atomik tabaka biriktirme, mikroişlemcilerin, optik filmlerin ve sensörler, tıbbi cihazlar ve diğer elektronik ve diğer ince ve ince filmlerin imalatında kullanılan, kimyasal maddelerdir, bu malzemelerin kalınlığı yalnızca birkaç atomun kalınlığında bir alt tabakaya tam olarak biriktirildiği gelişmiş elektronik . Atom tabakalarını biriktirmek için çeşitli yaklaşımlar ve yöntemler vardır ve elektrik mühendisliği, enerji ve tıbbi uygulamalarda nanoteknoloji araştırmaları ve malzeme bilimi araştırmalarının temel bir özelliği haline gelmiştir. İşlem, genellikle metalik veya yarı iletken bir silikon bileşiği formunda çok ince bir kristalli madde tabakasının benzer malzemeden daha kalın bir tabakanın yüzeyine tutturulduğu, atomik tabaka epitaksi veya moleküler tabaka epitaksi içerir.

İnce film biriktirme, faydalı cihazlar ve materyaller üretmek için kullanılması gereken ince kontrol katmanı nedeniyle, birçok bilimsel disiplinin uzmanlığını gerektiren bir ürün araştırma ve üretim alanıdır. Genellikle fizik, kimya ve mekanikten kimya mühendisliğine kadar çeşitli mühendislik türlerinde araştırma ve geliştirme içerir. Kimya araştırmaları, kimyasal işlemlerin atomik ve moleküler seviyelerde nasıl gerçekleştiğini ve kristallerin ve metalik oksitlerin büyümesi için kendi kendini sınırlayan faktörlerin ne olduğunu belirler, böylece atomik tabaka birikimi tutarlı şekilde homojen özelliklere sahip tabakalar üretebilir. Atomik tabaka biriktirme için kimyasal reaksiyon odaları, çeşitli tepken kimyasalların miktarını ve odanın sıcaklığını kontrol ederek, reaksiyon döngüsü başına 1.1 angstrom veya 0.11 nanometre malzeme biriktirme oranları üretebilir. Bu tür işlemlerde kullanılan ortak kimyasallar arasında silikon dioksit, Si02; magnezyum oksit, MgO; ve tantal nitrür, TaN.

Benzer bir ince film biriktirme tekniği, çeşitli polimer türleri gibi organik molekül parçalarıyla başlayan organik filmleri büyütmek için kullanılır. Hibrit malzemeler ayrıca, insan kan damarlarına yerleştirilebilen ve kalp hastalıklarıyla mücadele etmek için zaman bırakan ilaçlarla kaplanabilen stentler gibi ürünlerde kullanım için organik ve inorganik kimyasallar kullanılarak da üretilebilir. Kanada'daki Ulusal Nanoteknoloji Enstitüsü'ndeki Alberta araştırmacıları, 2011 yılı itibariyle açık çökmüş arterleri yaymak için geleneksel bir paslanmaz çelik stent ile benzer bir ince film tabakası oluşturdular. Paslanmaz çelik stent, ince tabaka olarak kullanılan ince bir cam silika tabakası ile kaplandı. kalınlığı yaklaşık 60 atomik tabaka olan şeker karbonhidrat malzemesini bağlamak için substrat. Ardından karbonhidrat, vücudun arterdeki çelik stentin varlığına karşı bir reddedilme tepkisi oluşturmasını engellemek için bağışıklık sistemi ile pozitif bir şekilde etkileşime girer.

Atomik tabaka biriktirmede kullanılan yüzlerce kimyasal bileşik vardır ve çok sayıda amaca hizmet ederler. 2011 itibariyle en çok araştırılanlardan biri, entegre devre endüstrisinde yüksek-k dielektrik malzemelerin geliştirilmesidir. Transistörler küçüldükçe küçülürken, elektrik yüklerinin yalıtım bariyerlerinden sızdığı kuantum tünel olarak bilinen bir işlem olan 10 nanometre boyutunun altına, transistörler için geleneksel silikon dioksit kullanımını geleneksel hale getirir. Yüksek-k dielektrik malzeme filmleri atomik tabaka çökeltme olarak değiştirmeler olarak test edilmiştir; bunlar arasında zirkonyum dioksit, Zn02; hafniyum dioksit, Hf02; ve alüminyum oksit, Al203, bu malzemeler tünellenmeye karşı çok daha iyi bir direnç gösterir.