İnce filmler araştırmacıların ilgisini çekmeye devam ediyor. Bu makale, bunların uygulamaları, değişken biriktirme yöntemleri ve gelecekteki kullanımları hakkında güncel ve daha derinlemesine araştırmalar sunmaktadır.
"Film", alt tabakayı kaplamak veya iki yüzey arasına sıkıştırılmak amacıyla, alt tabakadan çok daha ince olan iki boyutlu (2D) bir malzeme için göreceli bir terimdir. Mevcut endüstriyel uygulamalarda, bu ince filmlerin kalınlığı tipik olarak nanometre altı (nm) atomik boyutlardan (yani <1 nm) birkaç mikrometreye (μm) kadar değişir. Tek katmanlı grafen bir karbon atomu kalınlığındadır (yani ~0,335 nm).
Filmler tarih öncesi çağlarda dekoratif ve resimsel amaçlarla kullanılmıştır. Günümüzde lüks eşyalar ve mücevherler bronz, gümüş, altın ve platin gibi değerli metallerden oluşan ince filmlerle kaplanıyor.
Filmlerin en yaygın uygulaması yüzeylerin aşınmaya, darbeye, çizilmeye, erozyona ve aşınmaya karşı fiziksel olarak korunmasıdır. Elmas benzeri karbon (DLC) ve MoSi2 katmanları, otomotiv motorlarını mekanik hareketli parçalar arasındaki sürtünmeden kaynaklanan aşınma ve yüksek sıcaklık korozyonundan korumak için kullanılır.
İnce filmler aynı zamanda reaktif yüzeyleri nemden kaynaklanan oksidasyon veya hidrasyondan korumak için de kullanılır. Koruyucu iletken filmler, yarı iletken cihazlar, dielektrik film ayırıcılar, ince film elektrotları ve elektromanyetik girişim (EMI) alanlarında büyük ilgi görmüştür. Özellikle, metal oksit alan etkili transistörler (MOSFET'ler), SiO2 gibi kimyasal ve termal olarak kararlı dielektrik filmler içerir ve tamamlayıcı metal oksit yarı iletkenleri (CMOS), iletken bakır filmler içerir.
İnce film elektrotları, enerji yoğunluğunun süper kapasitörlerin hacmine oranını birkaç kat artırır. Ek olarak, metal ince filmler ve şu anda MXenler (geçiş metali karbürleri, nitrürleri veya karbonitrürleri) perovskit seramik ince filmleri, elektronik bileşenleri elektromanyetik girişimden korumak için yaygın olarak kullanılmaktadır.
PVD'de hedef malzeme buharlaştırılır ve substratı içeren bir vakum odasına aktarılır. Yoğuşma nedeniyle buharlar alt tabakanın yüzeyinde birikmeye başlar. Vakum, yabancı maddelerin karışmasını ve buhar molekülleri ile artık gaz molekülleri arasındaki çarpışmaları önler.
Buharın içine giren türbülans, sıcaklık gradyanı, buhar akış hızı ve hedef malzemenin gizli ısısı, film homojenliğinin ve işlem süresinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Buharlaştırma yöntemleri dirençli ısıtmayı, elektron ışınıyla ısıtmayı ve daha yakın zamanda moleküler ışın epitaksisini içerir.
Geleneksel PVD'nin dezavantajları, çok yüksek erime noktasına sahip malzemeleri buharlaştıramaması ve buharlaşma-yoğunlaşma süreci nedeniyle biriktirilen malzemede meydana gelen yapısal değişikliklerdir. Magnetron püskürtme, bu sorunları çözen yeni nesil fiziksel biriktirme tekniğidir. Magnetron püskürtmede, hedef moleküller, bir magnetron tarafından oluşturulan manyetik alan aracılığıyla enerjik pozitif iyonlarla bombardıman edilerek fırlatılır (püskürtülür).
İnce filmler, çok yönlülüğü, kompaktlığı ve işlevsel özellikleri nedeniyle modern elektronik, optik, mekanik, fotonik, termal ve manyetik cihazlarda ve hatta dekor öğelerinde özel bir yere sahiptir. PVD ve CVD, kalınlığı birkaç nanometreden birkaç mikrometreye kadar değişen ince filmler üretmek için en yaygın kullanılan buhar biriktirme yöntemleridir.
Depolanan filmin son morfolojisi performansını ve verimliliğini etkiler. Bununla birlikte, ince film buharlaştırmalı biriktirme teknikleri, mevcut işlem girdilerine, seçilen hedef malzemelere ve alt tabaka özelliklerine dayalı olarak ince film özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etmek için daha fazla araştırma gerektirir.
Küresel yarı iletken pazarı heyecan verici bir döneme girdi. Çip teknolojisine olan talep, sektörün gelişimini hem teşvik etti hem de geciktirdi ve mevcut çip sıkıntısının bir süre daha devam etmesi bekleniyor. Bu devam ettikçe mevcut trendlerin sektörün geleceğini şekillendirmesi muhtemel
Grafen bazlı piller ile katı hal piller arasındaki temel fark, elektrotların bileşimidir. Katotlar sıklıkla değiştirilse de, anot yapımında karbon allotropları da kullanılabilir.
Nesnelerin İnterneti son yıllarda hemen hemen her alanda hızla uygulanmaya başlasa da özellikle elektrikli araç sektöründe önem kazanıyor.
Gönderim zamanı: Nis-23-2023