Tanki filmovi i dalje privlače pažnju istraživača. Ovaj članak predstavlja trenutna i detaljnija istraživanja o njihovoj primjeni, varijabilnim metodama taloženja i budućoj upotrebi.
“Film” je relativan izraz za dvodimenzionalni (2D) materijal koji je mnogo tanji od svoje podloge, bilo da je namijenjen da pokrije podlogu ili da bude u sendviču između dvije površine. U trenutnim industrijskim aplikacijama, debljina ovih tankih filmova se obično kreće od sub-nanometarskih (nm) atomskih dimenzija (tj. <1 nm) do nekoliko mikrometara (μm). Jednoslojni grafen ima debljinu od jednog atoma ugljika (tj. ~0,335 nm).
Filmovi su korišteni u dekorativne i slikovne svrhe u prapovijesno doba. Danas su luksuzni predmeti i nakit presvučeni tankim slojevima plemenitih metala kao što su bronza, srebro, zlato i platina.
Najčešća primjena folija je fizička zaštita površina od abrazije, udara, ogrebotina, erozije i abrazije. Ugljični sloj nalik dijamantu (DLC) i MoSi2 slojevi se koriste za zaštitu automobilskih motora od habanja i visoke temperature korozije uzrokovane trenjem između mehaničkih pokretnih dijelova.
Tanki filmovi se također koriste za zaštitu reaktivnih površina od okoline, bilo da se radi o oksidaciji ili hidrataciji uslijed vlage. Zaštitnim vodljivim filmovima posvećena je velika pažnja u oblastima poluvodičkih uređaja, separatora dielektričnih filmova, tankoslojnih elektroda i elektromagnetnih smetnji (EMI). Konkretno, tranzistori sa efektom polja metalnog oksida (MOSFET) sadrže hemijski i termički stabilne dielektrične filmove kao što je SiO2, a komplementarni metal oksidni poluprovodnici (CMOS) sadrže vodljive bakarne filmove.
Tankoslojne elektrode povećavaju omjer gustine energije i zapremine superkondenzatora za nekoliko puta. Pored toga, tanki filmovi metala i trenutno MXeni (karbidi, nitridi ili karbonitridi prelaznih metala) perovskit keramički tanki filmovi se široko koriste za zaštitu elektronskih komponenti od elektromagnetnih smetnji.
U PVD-u, ciljni materijal se isparava i prenosi u vakuumsku komoru koja sadrži supstrat. Pare se počinju taložiti na površini podloge jednostavno zbog kondenzacije. Vakuum sprječava miješanje nečistoća i sudare između molekula pare i molekula zaostalih plinova.
Turbulencija uvedena u paru, temperaturni gradijent, brzina protoka pare i latentna toplota ciljnog materijala igraju važnu ulogu u određivanju uniformnosti filma i vremena obrade. Metode isparavanja uključuju otporno grijanje, zagrijavanje elektronskim snopom i, u novije vrijeme, epitaksiju molekularnim snopom.
Nedostaci konvencionalnog PVD-a su njegova nesposobnost da ispari materijale s vrlo visokom tačkom i strukturne promjene izazvane u deponiranom materijalu zbog procesa isparavanja-kondenzacije. Magnetronsko raspršivanje je sljedeća generacija tehnike fizičkog taloženja koja rješava ove probleme. Kod magnetronskog raspršivanja, ciljni molekuli se izbacuju (raspršuju) bombardiranjem energetskim pozitivnim jonima kroz magnetno polje koje generiše magnetron.
Tanki filmovi zauzimaju posebno mjesto u modernim elektronskim, optičkim, mehaničkim, fotoničkim, termičkim i magnetskim uređajima, pa čak i dekorativnim predmetima zbog svoje svestranosti, kompaktnosti i funkcionalnih svojstava. PVD i CVD su najčešće korištene metode taloženja parom za proizvodnju tankih filmova debljine od nekoliko nanometara do nekoliko mikrometara.
Konačna morfologija nanesenog filma utiče na njegove performanse i efikasnost. Međutim, tehnike evaporativnog taloženja tankog filma zahtijevaju daljnja istraživanja kako bi se precizno predvidela svojstva tankog filma na osnovu dostupnih ulaznih podataka procesa, odabranih ciljnih materijala i svojstava supstrata.
Globalno tržište poluprovodnika ušlo je u uzbudljiv period. Potražnja za tehnologijom čipova je i podstakla i usporila razvoj industrije, a očekuje se da će se trenutni nedostatak čipova nastaviti još neko vrijeme. Trenutni trendovi će vjerovatno oblikovati budućnost industrije kako se ovo nastavi
Glavna razlika između baterija na bazi grafena i solid-state baterija je sastav elektroda. Iako se katode često modificiraju, alotropi ugljika se također mogu koristiti za izradu anoda.
Poslednjih godina Internet stvari se ubrzano implementirao u gotovo svim oblastima, ali je posebno važan u industriji električnih vozila.
Vrijeme objave: Apr-23-2023