மெல்லிய ஃபிலிம் படிவு தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு நெருக்கமான பார்வை

மெல்லிய படங்கள் தொடர்ந்து ஆராய்ச்சியாளர்களின் கவனத்தை ஈர்க்கின்றன. இந்தக் கட்டுரை அவற்றின் பயன்பாடுகள், மாறக்கூடிய படிவு முறைகள் மற்றும் எதிர்கால பயன்பாடுகள் பற்றிய தற்போதைய மற்றும் ஆழமான ஆராய்ச்சியை முன்வைக்கிறது.
"திரைப்படம்" என்பது ஒரு இரு பரிமாண (2D) பொருளின் ஒப்பீட்டுச் சொல்லாகும், அது அடி மூலக்கூறை விட மிக மெல்லியதாக இருக்கும், அது அடி மூலக்கூறை மறைக்கும் நோக்கமாக இருந்தாலும் அல்லது இரண்டு மேற்பரப்புகளுக்கு இடையில் இணைக்கப்பட்டதாக இருந்தாலும் சரி. தற்போதைய தொழில்துறை பயன்பாடுகளில், இந்த மெல்லிய படங்களின் தடிமன் பொதுவாக துணை நானோமீட்டர் (nm) அணு பரிமாணங்களிலிருந்து (அதாவது <1 nm) பல மைக்ரோமீட்டர்கள் (μm) வரை இருக்கும். ஒற்றை அடுக்கு கிராபெனின் ஒரு கார்பன் அணுவின் தடிமன் உள்ளது (அதாவது ~0.335 nm).
வரலாற்றுக்கு முற்பட்ட காலங்களில் திரைப்படங்கள் அலங்கார மற்றும் சித்திர நோக்கங்களுக்காக பயன்படுத்தப்பட்டன. இன்று, ஆடம்பர பொருட்கள் மற்றும் நகைகள் வெண்கலம், வெள்ளி, தங்கம் மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற விலையுயர்ந்த உலோகங்களின் மெல்லிய படங்களால் பூசப்படுகின்றன.
படங்களின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடு, சிராய்ப்பு, தாக்கம், கீறல்கள், அரிப்பு மற்றும் சிராய்ப்புகள் ஆகியவற்றிலிருந்து மேற்பரப்புகளின் உடல் பாதுகாப்பு ஆகும். டயமண்ட் போன்ற கார்பன் (DLC) மற்றும் MoSi2 அடுக்குகள், இயந்திர நகரும் பாகங்களுக்கு இடையே உராய்வு காரணமாக ஏற்படும் தேய்மானம் மற்றும் அதிக வெப்பநிலை அரிப்பு ஆகியவற்றிலிருந்து வாகன இயந்திரங்களைப் பாதுகாக்கப் பயன்படுகின்றன.
ஈரப்பதம் காரணமாக ஆக்சிஜனேற்றம் அல்லது நீரேற்றம் போன்றவையாக இருந்தாலும், சுற்றுச்சூழலில் இருந்து எதிர்வினை மேற்பரப்புகளைப் பாதுகாக்க மெல்லிய படங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செமிகண்டக்டர் சாதனங்கள், மின்கடத்தா பட பிரிப்பான்கள், மெல்லிய பட மின்முனைகள் மற்றும் மின்காந்த குறுக்கீடு (EMI) ஆகிய துறைகளில் பாதுகாப்பு கடத்தும் படங்கள் அதிக கவனத்தைப் பெற்றுள்ளன. குறிப்பாக, மெட்டல் ஆக்சைடு ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள் (MOSFETs) SiO2 போன்ற வேதியியல் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையுள்ள மின்கடத்தாப் படலங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, மேலும் நிரப்பு உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்திகள் (CMOS) கடத்தும் செப்புத் திரைப்படங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.
மெல்லிய-பட மின்முனைகள் ஆற்றல் அடர்த்தியின் விகிதத்தை சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் தொகுதிக்கு பல மடங்கு அதிகரிக்கிறது. கூடுதலாக, உலோக மெல்லிய பிலிம்கள் மற்றும் தற்போது MXenes (மாற்ற உலோக கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள் அல்லது கார்போனிட்ரைடுகள்) பெரோவ்ஸ்கைட் செராமிக் மெல்லிய படங்கள் மின்காந்த குறுக்கீட்டிலிருந்து மின்னணு கூறுகளை பாதுகாக்க பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
PVD இல், இலக்கு பொருள் ஆவியாகி, அடி மூலக்கூறு கொண்ட வெற்றிட அறைக்கு மாற்றப்படுகிறது. ஒடுக்கம் காரணமாக நீராவிகள் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் வைக்கத் தொடங்குகின்றன. வெற்றிடமானது நீராவி மூலக்கூறுகள் மற்றும் எஞ்சிய வாயு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே அசுத்தங்கள் மற்றும் மோதல்களை கலப்பதைத் தடுக்கிறது.
நீராவியில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கொந்தளிப்பு, வெப்பநிலை சாய்வு, நீராவி ஓட்ட விகிதம் மற்றும் இலக்கு பொருளின் மறைந்த வெப்பம் ஆகியவை பட சீரான தன்மை மற்றும் செயலாக்க நேரத்தை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. ஆவியாதல் முறைகளில் மின்தடை வெப்பமாக்கல், எலக்ட்ரான் கற்றை வெப்பமாக்கல் மற்றும் மிக சமீபத்தில், மூலக்கூறு கற்றை எபிடாக்ஸி ஆகியவை அடங்கும்.
வழக்கமான PVD இன் தீமைகள், மிக அதிக உருகுநிலைப் பொருட்களை ஆவியாக மாற்ற இயலாமை மற்றும் ஆவியாதல்-ஒடுக்கம் செயல்முறை காரணமாக டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பொருளில் ஏற்படும் கட்டமைப்பு மாற்றங்கள் ஆகும். Magnetron sputtering என்பது இந்த பிரச்சனைகளை தீர்க்கும் அடுத்த தலைமுறை உடல் படிவு நுட்பமாகும். மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங்கில், ஒரு காந்தப்புலத்தால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தின் மூலம் ஆற்றல்மிக்க நேர்மறை அயனிகளுடன் குண்டுவீச்சு மூலம் இலக்கு மூலக்கூறுகள் வெளியேற்றப்படுகின்றன (தூண்டப்படுகின்றன).
நவீன எலக்ட்ரானிக், ஆப்டிகல், மெக்கானிக்கல், ஃபோட்டானிக், தெர்மல் மற்றும் காந்த சாதனங்கள் மற்றும் அலங்காரப் பொருட்களிலும் மெல்லிய படங்கள் அவற்றின் பல்துறை, கச்சிதமான தன்மை மற்றும் செயல்பாட்டு பண்புகள் காரணமாக ஒரு சிறப்பு இடத்தைப் பிடித்துள்ளன. PVD மற்றும் CVD ஆகியவை ஒரு சில நானோமீட்டர்கள் முதல் சில மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை தடிமன் கொண்ட மெல்லிய படலங்களை உருவாக்க பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் நீராவி படிவு முறைகள் ஆகும்.
டெபாசிட் செய்யப்பட்ட படத்தின் இறுதி உருவவியல் அதன் செயல்திறன் மற்றும் செயல்திறனை பாதிக்கிறது. இருப்பினும், மெல்லிய பட ஆவியாதல் படிவு நுட்பங்களுக்கு கிடைக்கக்கூடிய செயல்முறை உள்ளீடுகள், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இலக்கு பொருட்கள் மற்றும் அடி மூலக்கூறு பண்புகள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மெல்லிய பட பண்புகளை துல்லியமாக கணிக்க கூடுதல் ஆராய்ச்சி தேவைப்படுகிறது.
உலகளாவிய குறைக்கடத்தி சந்தை ஒரு அற்புதமான காலகட்டத்தில் நுழைந்துள்ளது. சிப் தொழில்நுட்பத்திற்கான தேவை தொழில்துறையின் வளர்ச்சியைத் தூண்டியது மற்றும் பின்தங்கியுள்ளது, மேலும் தற்போதைய சிப் பற்றாக்குறை சில காலத்திற்கு தொடரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. தற்போதைய போக்குகள் இது தொடரும்போது தொழில்துறையின் எதிர்காலத்தை வடிவமைக்கும்
கிராபெனின் அடிப்படையிலான பேட்டரிகள் மற்றும் திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கு இடையிலான முக்கிய வேறுபாடு மின்முனைகளின் கலவை ஆகும். கேத்தோட்கள் பெரும்பாலும் மாற்றியமைக்கப்பட்டாலும், கார்பனின் அலோட்ரோப்கள் அனோட்களை உருவாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ் கிட்டத்தட்ட எல்லா பகுதிகளிலும் விரைவாக செயல்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் இது மின்சார வாகனத் துறையில் குறிப்பாக முக்கியமானது.