Жұқа пленкалар зерттеушілердің назарын аударуды жалғастыруда. Бұл мақалада олардың қолданулары, ауыспалы тұндыру әдістері және болашақта қолданулар бойынша ағымдағы және тереңірек зерттеулер ұсынылған.
“Пленка” – субстратты жабуға немесе екі беттің арасына қыстыруға арналғанына қарамастан, оның астарынан әлдеқайда жұқа екі өлшемді (2D) материалға қатысты салыстырмалы термин. Ағымдағы өнеркәсіптік қолданбаларда бұл жұқа қабықшалардың қалыңдығы әдетте суб-нанометрлік (нм) атомдық өлшемдерден (яғни, <1 нм) бірнеше микрометрге (мкм) дейін ауытқиды. Бір қабатты графен бір көміртегі атомының қалыңдығына ие (яғни ~0,335 нм).
Тарихқа дейінгі дәуірде фильмдер сәндік және бейнелеу мақсатында пайдаланылған. Бүгінгі таңда сәнді заттар мен зергерлік бұйымдар қола, күміс, алтын және платина сияқты асыл металдардың жұқа қабықшаларымен қапталған.
Пленкаларды қолданудың ең кең тараған түрі - беттерді қажалудан, соққыдан, сызаттардан, эрозиядан және қажалудан физикалық қорғау. Алмаз тәрізді көміртекті (DLC) және MoSi2 қабаттары автомобиль қозғалтқыштарын механикалық қозғалатын бөлшектер арасындағы үйкелістен туындаған тозудан және жоғары температуралық коррозиядан қорғау үшін қолданылады.
Жұқа пленкалар реактивті беттерді қоршаған ортадан қорғау үшін де қолданылады, мейлі ол ылғалға байланысты тотығу немесе ылғалдану болсын. Жартылай өткізгішті құрылғылар, диэлектрлік пленка сепараторлары, жұқа пленка электродтары және электромагниттік кедергі (EMI) салаларында экрандаушы өткізгіш пленкалар көп көңіл бөлді. Атап айтқанда, металл оксидінің өріс әсерінің транзисторларында (MOSFET) SiO2 сияқты химиялық және термиялық тұрақты диэлектрлік пленкалар, ал қосымша металл оксиді жартылай өткізгіштерде (CMOS) өткізгіш мыс пленкалары бар.
Жұқа қабықшалы электродтар энергия тығыздығының суперконденсаторлар көлеміне қатынасын бірнеше есе арттырады. Сонымен қатар, электронды компоненттерді электромагниттік кедергілерден қорғау үшін металл жұқа қабықшалар және қазіргі уақытта MXenes (өтпелі металл карбидтері, нитридтер немесе карбонитридтер) перовскит керамикалық жұқа пленкалар кеңінен қолданылады.
PVD-де мақсатты материал буланып, құрамында субстрат бар вакуумдық камераға тасымалданады. Булар жай конденсацияға байланысты субстраттың бетіне жинала бастайды. Вакуум қоспалардың араласуын және бу молекулалары мен қалдық газ молекулалары арасындағы соқтығысуды болдырмайды.
Буға енгізілген турбуленттілік, температура градиенті, бу ағынының жылдамдығы және мақсатты материалдың жасырын жылуы пленка біркелкілігі мен өңдеу уақытын анықтауда маңызды рөл атқарады. Булану әдістеріне резистивті қыздыру, электронды сәулелік қыздыру және соңғы кезде молекулалық сәулелік эпитаксис жатады.
Кәдімгі ПВД-ның кемшіліктері өте жоғары балқу температурасы бар материалдарды булау қабілетсіздігі және булану-конденсация процесіне байланысты тұндырылған материалда индукцияланған құрылымдық өзгерістер болып табылады. Магнетронды шашырату - бұл мәселелерді шешетін келесі буын физикалық тұндыру әдісі. Магнетронды шашырату кезінде мақсатты молекулалар магнетрон тудыратын магнит өрісі арқылы энергетикалық оң иондармен бомбалау арқылы шығарылады (шашыратылады).
Жұқа пленкалар қазіргі заманғы электронды, оптикалық, механикалық, фотоникалық, жылу және магниттік құрылғыларда және тіпті әмбебаптығы, жинақылығы және функционалдық қасиеттеріне байланысты декор заттарында ерекше орын алады. PVD және CVD - қалыңдығы бірнеше нанометрден бірнеше микрометрге дейінгі жұқа қабыршақтарды алу үшін ең жиі қолданылатын бу тұндыру әдістері.
Шөгілген пленканың соңғы морфологиясы оның өнімділігі мен тиімділігіне әсер етеді. Дегенмен, жұқа қабықшаны буландыратын тұндыру әдістері қолда бар технологиялық кірістерге, таңдалған мақсатты материалдарға және субстрат қасиеттеріне негізделген жұқа қабық қасиеттерін дәл болжау үшін қосымша зерттеулерді қажет етеді.
Әлемдік жартылай өткізгіштер нарығы қызықты кезеңге аяқ басты. Чип технологиясына сұраныс саланың дамуына түрткі болды және тежеді және қазіргі чип тапшылығы біраз уақытқа дейін жалғасады деп күтілуде. Ағымдағы үрдістер саланың болашағын айқындауы мүмкін, өйткені бұл жалғасуда
Графен негізіндегі батареялар мен қатты күйдегі батареялар арасындағы негізгі айырмашылық электродтардың құрамы болып табылады. Катодтар жиі өзгертілгенімен, көміртегінің аллотроптары анодтар жасау үшін де пайдаланылуы мүмкін.
Соңғы жылдары заттар интернеті барлық салаларда дерлік қарқынды түрде енгізілді, бірақ ол әсіресе электромобиль өнеркәсібінде маңызды.
Жіберу уақыты: 23 сәуір 2023 ж