Plonos plėvelės ir toliau traukia tyrinėtojų dėmesį. Šiame straipsnyje pristatomi dabartiniai ir nuodugnesni jų taikymo, kintamo nusodinimo metodų ir būsimo naudojimo tyrimai.
„Plėvelė“ yra santykinis dvimatės (2D) medžiagos, kuri yra daug plonesnė už pagrindą, terminas, nesvarbu, ar ji skirta padengti pagrindą, ar būti tarp dviejų paviršių. Dabartinėse pramonės srityse šių plonų plėvelių storis paprastai svyruoja nuo subnanometro (nm) atominių matmenų (ty <1 nm) iki kelių mikrometrų (μm). Vieno sluoksnio grafeno storis yra vienas anglies atomas (ty ~ 0,335 nm).
Plėvelės buvo naudojamos dekoratyviniais ir vaizdiniais tikslais priešistoriniais laikais. Šiandien prabangūs daiktai ir papuošalai yra padengti plonomis tauriųjų metalų plėvelėmis, tokiomis kaip bronza, sidabras, auksas ir platina.
Dažniausias plėvelių panaudojimas yra fizinė paviršių apsauga nuo trinties, smūgių, įbrėžimų, erozijos ir įbrėžimų. Į deimantą panašios anglies (DLC) ir MoSi2 sluoksniai naudojami automobilių varikliams apsaugoti nuo susidėvėjimo ir aukštos temperatūros korozijos, kurią sukelia mechaninių judančių dalių trintis.
Plonos plėvelės taip pat naudojamos reaktyviems paviršiams apsaugoti nuo aplinkos poveikio, nesvarbu, ar tai būtų oksidacija, ar hidratacija dėl drėgmės. Ekranuojančios laidžios plėvelės sulaukė daug dėmesio puslaidininkinių įtaisų, dielektrinių plėvelių separatorių, plonasluoksnių elektrodų ir elektromagnetinių trukdžių (EMI) srityse. Visų pirma, metalo oksido lauko efekto tranzistoriuose (MOSFET) yra chemiškai ir termiškai stabilių dielektrinių plėvelių, tokių kaip SiO2, o papildomuose metalo oksido puslaidininkiuose (CMOS) yra laidžios vario plėvelės.
Plonasluoksniai elektrodai kelis kartus padidina superkondensatorių energijos tankio ir tūrio santykį. Be to, metalinės plonos plėvelės ir šiuo metu MXenes (pereinamųjų metalų karbidai, nitridai arba karbonitridai) perovskito keraminės plonos plėvelės yra plačiai naudojamos elektroniniams komponentams apsaugoti nuo elektromagnetinių trukdžių.
PVD atveju tikslinė medžiaga išgarinama ir perkeliama į vakuuminę kamerą, kurioje yra substratas. Garai pradeda kauptis ant pagrindo paviršiaus vien dėl kondensacijos. Vakuumas apsaugo nuo priemaišų susimaišymo ir susidūrimų tarp garų molekulių ir likusių dujų molekulių.
Turbulencija, patenkanti į garą, temperatūros gradientas, garų srauto greitis ir tikslinės medžiagos latentinė šiluma, vaidina svarbų vaidmenį nustatant plėvelės vienodumą ir apdorojimo laiką. Garinimo metodai apima varžinį kaitinimą, elektronų pluošto kaitinimą ir, neseniai, molekulinio pluošto epitaksiją.
Įprasto PVD trūkumai yra jo nesugebėjimas išgarinti labai aukštos lydymosi temperatūros medžiagų ir struktūriniai pokyčiai, atsirandantys nusodintoje medžiagoje dėl garavimo-kondensacijos proceso. Magnetroninis purškimas yra naujos kartos fizinio nusodinimo technika, kuri išsprendžia šias problemas. Magnetroninio dulkinimo metu tikslinės molekulės išstumiamos (purškiamos) bombarduojant energingai teigiamais jonais per magnetrono generuojamą magnetinį lauką.
Plonos plėvelės dėl savo universalumo, kompaktiškumo ir funkcinių savybių užima ypatingą vietą šiuolaikiniuose elektroniniuose, optiniuose, mechaniniuose, fotoniniuose, šiluminiuose ir magnetiniuose įrenginiuose ir net dekoro elementuose. PVD ir CVD yra dažniausiai naudojami garų nusodinimo metodai plonoms plėvelėms, kurių storis svyruoja nuo kelių nanometrų iki kelių mikrometrų, gaminti.
Galutinė nusodintos plėvelės morfologija turi įtakos jos veikimui ir efektyvumui. Tačiau naudojant plonasluoksnio nusodinimo išgarinimo būdus, reikia atlikti tolesnius tyrimus, kad būtų galima tiksliai numatyti plonos plėvelės savybes, remiantis turimomis proceso įvestimis, pasirinktomis tikslinėmis medžiagomis ir substrato savybėmis.
Pasaulinė puslaidininkių rinka įžengė į įdomų laikotarpį. Lustų technologijos paklausa paskatino ir sulėtino pramonės plėtrą, todėl tikimasi, kad dabartinis lustų trūkumas išliks kurį laiką. Tikėtina, kad dabartinės tendencijos nulems pramonės ateitį
Pagrindinis skirtumas tarp grafeno baterijų ir kietojo kūno baterijų yra elektrodų sudėtis. Nors katodai dažnai modifikuojami, anglies alotropai taip pat gali būti naudojami anodams gaminti.
Pastaraisiais metais daiktų internetas sparčiai diegiamas beveik visose srityse, tačiau jis ypač svarbus elektromobilių pramonėje.
Paskelbimo laikas: 2023-04-23