Тенките филмови продолжуваат да го привлекуваат вниманието на истражувачите. Оваа статија ги претставува тековните и подлабоки истражувања за нивните апликации, методите на променливо таложење и идните употреби.
„Филм“ е релативен термин за дводимензионален (2D) материјал кој е многу потенок од неговата подлога, без разлика дали е наменет да ја покрие подлогата или да се смести меѓу две површини. Во сегашните индустриски апликации, дебелината на овие тенки фолии обично се движи од поднанометарски (nm) атомски димензии (т.е. <1 nm) до неколку микрометри (μm). Еднослојниот графен има дебелина од еден јаглероден атом (т.е. ~ 0,335 nm).
Филмовите се користеле за украсни и сликовити цели во праисторијата. Денес, луксузните предмети и накитот се обложени со тенки фолии од благородни метали како бронза, сребро, злато и платина.
Најчеста примена на филмовите е физичката заштита на површините од триење, удари, гребнатини, ерозија и гребење. Јаглеродните слоеви (DLC) и MoSi2 слични на дијаманти се користат за заштита на автомобилските мотори од абење и висока температура од корозија предизвикана од триење помеѓу механичките подвижни делови.
Тенките фолии се користат и за заштита на реактивните површини од околината, без разлика дали се работи за оксидација или хидратација поради влага. Заштитните спроводливи филмови добија големо внимание на полето на полупроводнички уреди, сепаратори на диелектрични филмови, електроди со тенок филм и електромагнетни пречки (EMI). Особено, транзисторите со ефект на поле на метал оксид (MOSFET) содржат хемиски и термички стабилни диелектрични филмови како што е SiO2, а комплементарните метални оксидни полупроводници (CMOS) содржат проводни бакарни филмови.
Електродите со тенок филм го зголемуваат односот на густината на енергијата кон волуменот на суперкондензаторите за неколку пати. Покрај тоа, металните тенки фолии и моментално MXenes (карбиди на преодни метали, нитриди или карбонитриди) перовскит керамички тенки фолии се широко користени за заштита на електронските компоненти од електромагнетни пречки.
Во PVD, целниот материјал се испарува и се пренесува во вакуумска комора што ја содржи подлогата. Пареите почнуваат да се таложат на површината на подлогата едноставно поради кондензација. Вакуумот спречува мешање на нечистотии и судири помеѓу молекулите на пареата и молекулите на преостанатиот гас.
Турбуленцијата внесена во пареата, температурниот градиент, брзината на проток на пареа и латентната топлина на целниот материјал играат важна улога во одредувањето на униформноста на филмот и времето на обработка. Методите на испарување вклучуваат резистивно загревање, загревање со електронски сноп и во поново време, епитаксија на молекуларен зрак.
Недостатоците на конвенционалните PVD се неговата неможност да испарува материјали со многу висока температура на топење и структурните промени предизвикани во депонираниот материјал поради процесот на испарување-кондензација. Магнетронското прскање е техника на физичко таложење од следната генерација која ги решава овие проблеми. Во распрскувањето со магнетрон, целните молекули се исфрлаат (распрскаат) со бомбардирање со енергетски позитивни јони преку магнетно поле генерирано од магнетрон.
Тенките филмови заземаат посебно место во современите електронски, оптички, механички, фотонски, термички и магнетни уреди, па дури и предмети за декор поради нивната разновидност, компактност и функционални својства. PVD и CVD се најчесто користените методи за таложење на пареа за производство на тенки филмови со дебелина од неколку нанометри до неколку микрометри.
Конечната морфологија на депонираниот филм влијае на неговата изведба и ефикасност. Сепак, техниките за испарување на тенок филм бараат понатамошно истражување за прецизно предвидување на својствата на тенкиот филм врз основа на достапните влезови во процесот, избраните целни материјали и својствата на подлогата.
Глобалниот пазар на полупроводници влезе во возбудлив период. Побарувачката за технологија на чипови и го поттикна и забави развојот на индустријата, а сегашниот недостиг на чипови се очекува да продолжи уште некое време. Тековните трендови веројатно ќе ја обликуваат иднината на индустријата додека ова продолжува
Главната разлика помеѓу батериите базирани на графен и батериите во цврста состојба е составот на електродите. Иако катодите често се модифицираат, алотропите на јаглеродот може да се користат и за правење аноди.
Во последниве години, Интернетот на нештата брзо се имплементира во речиси сите области, но тој е особено важен во индустријата за електрични возила.
Време на објавување: 23 април 2023 година