ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಠೇವಣಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಒಂದು ಹತ್ತಿರದ ನೋಟ

ತೆಳುವಾದ ಚಿತ್ರಗಳು ಸಂಶೋಧಕರ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಅವರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು, ವೇರಿಯಬಲ್ ಠೇವಣಿ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಬಳಕೆಗಳ ಕುರಿತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಆಳವಾದ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
"ಫಿಲ್ಮ್" ಎಂಬುದು ಎರಡು ಆಯಾಮದ (2D) ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಪದವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಅದರ ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತೆಳ್ಳಗಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಅಥವಾ ಎರಡು ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ನಡುವೆ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಮಾಡಲು ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ದಪ್ಪವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಪ-ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ (nm) ಪರಮಾಣು ಆಯಾಮಗಳಿಂದ (ಅಂದರೆ <1 nm) ಹಲವಾರು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳವರೆಗೆ (μm) ಇರುತ್ತದೆ. ಏಕ-ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಒಂದು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುವಿನ ದಪ್ಪವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (ಅಂದರೆ ~0.335 nm).
ಇತಿಹಾಸಪೂರ್ವ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಚಲನಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಅಲಂಕಾರಿಕ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಇಂದು, ಐಷಾರಾಮಿ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಆಭರಣಗಳು ಕಂಚು, ಬೆಳ್ಳಿ, ಚಿನ್ನ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಟಿನಂನಂತಹ ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳಿಂದ ಲೇಪಿತವಾಗಿವೆ.
ಸವೆತ, ಪ್ರಭಾವ, ಗೀರುಗಳು, ಸವೆತ ಮತ್ತು ಸವೆತಗಳಿಂದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಭೌತಿಕ ರಕ್ಷಣೆಯು ಚಲನಚಿತ್ರಗಳ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಅನ್ವಯವಾಗಿದೆ. ವಜ್ರದಂತಹ ಕಾರ್ಬನ್ (DLC) ಮತ್ತು MoSi2 ಲೇಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳನ್ನು ಧರಿಸುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಚಲಿಸುವ ಭಾಗಗಳ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ತುಕ್ಕುಗಳಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪರಿಸರದಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ತೇವಾಂಶದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಅಥವಾ ಜಲಸಂಚಯನವಾಗಿದ್ದರೂ ಸಹ. ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳು, ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್ ವಿಭಜಕಗಳು, ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ (ಇಎಂಐ) ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಾಕವಚ ವಾಹಕ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಗಮನ ಸೆಳೆದಿವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಮೆಟಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು (MOSFET ಗಳು) SiO2 ನಂತಹ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪೂರಕ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು (CMOS) ವಾಹಕ ತಾಮ್ರದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.
ಥಿನ್-ಫಿಲ್ಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸೂಪರ್‌ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಮೆಟಲ್ ಥಿನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ MXenes (ಪರಿವರ್ತನೆ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳು, ನೈಟ್ರೈಡ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬೊನಿಟ್ರೈಡ್‌ಗಳು) ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
PVD ಯಲ್ಲಿ, ಗುರಿ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಘನೀಕರಣದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಆವಿಗಳು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ನಿರ್ವಾತವು ಕಲ್ಮಶಗಳ ಮಿಶ್ರಣ ಮತ್ತು ಆವಿ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.
ಉಗಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆ, ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್, ಉಗಿ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಗುರಿ ವಸ್ತುವಿನ ಸುಪ್ತ ಶಾಖವು ಫಿಲ್ಮ್ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ನಿರೋಧಕ ತಾಪನ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ತಾಪನ ಮತ್ತು, ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಸೇರಿವೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ PVD ಯ ಅನನುಕೂಲವೆಂದರೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುವ ಬಿಂದು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು ಅಸಮರ್ಥತೆ ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ-ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಿದ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ರಚನಾತ್ಮಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಭೌತಿಕ ಠೇವಣಿ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ, ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯುತ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಾಂಬ್ ಸ್ಫೋಟದಿಂದ ಗುರಿಯ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸ್ಪಟರ್ಡ್).
ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್, ಆಪ್ಟಿಕಲ್, ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್, ಫೋಟೊನಿಕ್, ಥರ್ಮಲ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಬಹುಮುಖತೆ, ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಅಲಂಕಾರಿಕ ವಸ್ತುಗಳು. PVD ಮತ್ತು CVD ಗಳು ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳವರೆಗೆ ದಪ್ಪವಿರುವ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ.
ಠೇವಣಿ ಮಾಡಿದ ಚಿತ್ರದ ಅಂತಿಮ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಠೇವಣಿ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಒಳಹರಿವು, ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿದ ಗುರಿ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಊಹಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ಜಾಗತಿಕ ಅರೆವಾಹಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು ಉತ್ತೇಜಕ ಅವಧಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿದೆ. ಚಿಪ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಬೇಡಿಕೆಯು ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದುಳಿದಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಚಿಪ್ ಕೊರತೆಯು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಮುಂದುವರಿಯುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಇದು ಮುಂದುವರಿದಂತೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು ಉದ್ಯಮದ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ
ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಸಂಯೋಜನೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಇಂಗಾಲದ ಅಲೋಟ್ರೋಪ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು.
ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಆಫ್ ಥಿಂಗ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.