Tenké filmy nadále přitahují pozornost výzkumníků.Tento článek představuje aktuální a podrobnější výzkum jejich aplikací, metod variabilního nanášení a budoucího použití.
„Film“ je relativní termín pro dvourozměrný (2D) materiál, který je mnohem tenčí než jeho substrát, ať už je určen k pokrytí substrátu nebo je vložen mezi dva povrchy.V současných průmyslových aplikacích se tloušťka těchto tenkých vrstev typicky pohybuje od subnanometrových (nm) atomových rozměrů (tj. <1 nm) až po několik mikrometrů (μm).Jednovrstvý grafen má tloušťku jednoho atomu uhlíku (tj. ~0,335 nm).
Filmy se v pravěku používaly pro dekorativní a obrazové účely.Dnes jsou luxusní předměty a šperky potaženy tenkými filmy z drahých kovů, jako je bronz, stříbro, zlato a platina.
Nejčastější aplikací fólií je fyzická ochrana povrchů před oděrem, nárazem, poškrábáním, erozí a oděrkami.Diamantový uhlík (DLC) a vrstvy MoSi2 se používají k ochraně automobilových motorů před opotřebením a vysokoteplotní korozí způsobenou třením mezi mechanickými pohyblivými částmi.
Tenké vrstvy se také používají k ochraně reaktivních povrchů před okolním prostředím, ať už se jedná o oxidaci nebo hydrataci vlivem vlhkosti.Stínicím vodivým filmům se dostalo velké pozornosti v oblasti polovodičových zařízení, separátorů dielektrických filmů, tenkovrstvých elektrod a elektromagnetického rušení (EMI).Zejména tranzistory s řízeným polem s oxidem kovu (MOSFET) obsahují chemicky a tepelně stabilní dielektrické filmy, jako je Si02, a komplementární polovodiče z oxidu kovu (CMOS) obsahují vodivé měděné filmy.
Tenkovrstvé elektrody několikanásobně zvyšují poměr hustoty energie k objemu superkondenzátorů.Kromě toho se k odstínění elektronických součástek před elektromagnetickým rušením široce používají tenké kovové vrstvy a v současnosti MXeny (karbidy, nitridy nebo karbonitridy přechodných kovů) perovskitové keramické tenké vrstvy.
Při PVD se materiál terče odpaří a přenese do vakuové komory obsahující substrát.Páry se začnou ukládat na povrchu substrátu jednoduše kvůli kondenzaci.Vakuum zabraňuje míšení nečistot a srážkám mezi molekulami páry a molekulami zbytkového plynu.
Turbulence přiváděná do páry, teplotní gradient, rychlost proudění páry a latentní teplo cílového materiálu hrají důležitou roli při určování stejnoměrnosti filmu a doby zpracování.Mezi metody odpařování patří odporový ohřev, ohřev elektronovým paprskem a nověji epitaxe molekulárního paprsku.
Nevýhodou konvenčního PVD je jeho neschopnost odpařovat materiály s velmi vysokou teplotou tání a strukturální změny vyvolané v nanášeném materiálu v důsledku procesu odpařování a kondenzace.Magnetronové naprašování je technika fyzikálního nanášení nové generace, která tyto problémy řeší.Při magnetronovém naprašování jsou molekuly terče vyhazovány (rozprašovány) bombardováním energetickými kladnými ionty přes magnetické pole generované magnetronem.
Tenké fólie zaujímají zvláštní místo v moderních elektronických, optických, mechanických, fotonických, tepelných a magnetických zařízeních a dokonce i v dekoračních předmětech díky své všestrannosti, kompaktnosti a funkčním vlastnostem.PVD a CVD jsou nejběžněji používané metody napařování k výrobě tenkých filmů o tloušťce od několika nanometrů do několika mikrometrů.
Konečná morfologie naneseného filmu ovlivňuje jeho výkon a účinnost.Techniky odpařování tenkých vrstev však vyžadují další výzkum, aby bylo možné přesně předpovědět vlastnosti tenkého filmu na základě dostupných procesních vstupů, vybraných cílových materiálů a vlastností substrátu.
Globální trh polovodičů vstoupil do vzrušujícího období.Poptávka po čipové technologii urychlila i zpomalila rozvoj tohoto odvětví a očekává se, že současný nedostatek čipů bude ještě nějakou dobu pokračovat.Současné trendy budou pravděpodobně utvářet budoucnost tohoto odvětví, protože to bude pokračovat
Hlavním rozdílem mezi bateriemi na bázi grafenu a polovodičovými bateriemi je složení elektrod.Ačkoli katody jsou často modifikovány, alotropy uhlíku mohou být také použity k výrobě anod.
V posledních letech byl internet věcí rychle implementován téměř ve všech oblastech, ale zvláště důležitý je v průmyslu elektrických vozidel.
Čas odeslání: 23. dubna 2023