Filem nipis terus menarik perhatian penyelidik. Artikel ini membentangkan penyelidikan semasa dan lebih mendalam tentang aplikasinya, kaedah pemendapan berubah-ubah dan kegunaan masa hadapan.
"Filem" ialah istilah relatif untuk bahan dua dimensi (2D) yang jauh lebih nipis daripada substratnya, sama ada ia bertujuan untuk menutup substrat atau diapit di antara dua permukaan. Dalam aplikasi industri semasa, ketebalan filem nipis ini biasanya berjulat daripada dimensi atom sub-nanometer (nm) (iaitu, <1 nm) hingga beberapa mikrometer (μm). Grafena satu lapisan mempunyai ketebalan satu atom karbon (iaitu ~0.335 nm).
Filem digunakan untuk tujuan hiasan dan bergambar pada zaman prasejarah. Hari ini, barangan dan barang kemas mewah disalut dengan filem nipis logam berharga seperti gangsa, perak, emas dan platinum.
Aplikasi filem yang paling biasa ialah perlindungan fizikal permukaan daripada lelasan, hentaman, calar, hakisan dan lelasan. Lapisan karbon seperti berlian (DLC) dan MoSi2 digunakan untuk melindungi enjin automotif daripada haus dan kakisan suhu tinggi yang disebabkan oleh geseran antara bahagian yang bergerak mekanikal.
Filem nipis juga digunakan untuk melindungi permukaan reaktif daripada persekitaran, sama ada pengoksidaan atau penghidratan akibat kelembapan. Filem konduktif pelindung telah mendapat banyak perhatian dalam bidang peranti semikonduktor, pemisah filem dielektrik, elektrod filem nipis, dan gangguan elektromagnet (EMI). Khususnya, transistor kesan medan oksida logam (MOSFET) mengandungi filem dielektrik yang stabil secara kimia dan haba seperti SiO2, dan semikonduktor oksida logam pelengkap (CMOS) mengandungi filem kuprum konduktif.
Elektrod filem nipis meningkatkan nisbah ketumpatan tenaga kepada isipadu supercapacitors sebanyak beberapa kali. Selain itu, filem nipis logam dan filem nipis seramik perovskit pada masa ini MXenes (karbid logam peralihan, nitrida atau karbonitrida) digunakan secara meluas untuk melindungi komponen elektronik daripada gangguan elektromagnet.
Dalam PVD, bahan sasaran diwap dan dipindahkan ke ruang vakum yang mengandungi substrat. Wap mula memendap pada permukaan substrat hanya disebabkan oleh pemeluwapan. Vakum menghalang percampuran kekotoran dan perlanggaran antara molekul wap dan molekul gas sisa.
Pergolakan yang dimasukkan ke dalam stim, kecerunan suhu, kadar aliran stim, dan haba pendam bahan sasaran memainkan peranan penting dalam menentukan keseragaman filem dan masa pemprosesan. Kaedah penyejatan termasuk pemanasan rintangan, pemanasan rasuk elektron dan, lebih baru-baru ini, epitaksi rasuk molekul.
Kelemahan PVD konvensional adalah ketidakupayaannya untuk menguap bahan takat lebur yang sangat tinggi dan perubahan struktur yang disebabkan dalam bahan termendap disebabkan oleh proses sejatan-kondensasi. Magnetron sputtering ialah teknik pemendapan fizikal generasi akan datang yang menyelesaikan masalah ini. Dalam sputtering magnetron, molekul sasaran dikeluarkan (terpercik) dengan pengeboman dengan ion positif bertenaga melalui medan magnet yang dihasilkan oleh magnetron.
Filem nipis menduduki tempat istimewa dalam peranti elektronik, optikal, mekanikal, fotonik, haba dan magnet moden dan juga barangan hiasan kerana kepelbagaian, kekompakan dan sifat fungsinya. PVD dan CVD adalah kaedah pemendapan wap yang paling biasa digunakan untuk menghasilkan filem nipis dengan ketebalan dari beberapa nanometer hingga beberapa mikrometer.
Morfologi akhir filem yang didepositkan mempengaruhi prestasi dan kecekapannya. Walau bagaimanapun, teknik pemendapan penyejatan filem nipis memerlukan penyelidikan lanjut untuk meramalkan sifat filem nipis dengan tepat berdasarkan input proses yang tersedia, bahan sasaran terpilih dan sifat substrat.
Pasaran semikonduktor global telah memasuki tempoh yang menarik. Permintaan untuk teknologi cip telah mendorong dan melambatkan pembangunan industri, dan kekurangan cip semasa dijangka berterusan untuk beberapa waktu. Aliran semasa berkemungkinan membentuk masa depan industri kerana ini berterusan
Perbezaan utama antara bateri berasaskan graphene dan bateri keadaan pepejal ialah komposisi elektrod. Walaupun katod sering diubah suai, alotrop karbon juga boleh digunakan untuk membuat anod.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Internet Perkara telah dilaksanakan dengan pantas di hampir semua bidang, tetapi ia amat penting dalam industri kenderaan elektrik.
Masa siaran: Apr-23-2023