Tenké filmy naďalej priťahujú pozornosť výskumníkov.Tento článok predstavuje súčasný a hlbší výskum ich aplikácií, metód variabilného nanášania a budúceho použitia.
„Film“ je relatívny pojem pre dvojrozmerný (2D) materiál, ktorý je oveľa tenší ako jeho substrát, či už je určený na pokrytie substrátu alebo je vložený medzi dva povrchy.V súčasných priemyselných aplikáciách sa hrúbka týchto tenkých vrstiev zvyčajne pohybuje od subnanometrových (nm) atómových rozmerov (tj <1 nm) po niekoľko mikrometrov (μm).Jednovrstvový grafén má hrúbku jedného atómu uhlíka (tj ~0,335 nm).
Filmy sa v praveku používali na dekoratívne a obrazové účely.Dnes sú luxusné predmety a šperky potiahnuté tenkými vrstvami drahých kovov, ako je bronz, striebro, zlato a platina.
Najčastejšou aplikáciou fólií je fyzická ochrana povrchov pred oderom, nárazom, škrabancami, eróziou a odreninami.Diamantový uhlík (DLC) a vrstvy MoSi2 sa používajú na ochranu automobilových motorov pred opotrebovaním a vysokoteplotnou koróziou spôsobenou trením medzi mechanickými pohyblivými časťami.
Tenké vrstvy sa používajú aj na ochranu reaktívnych povrchov pred prostredím, či už ide o oxidáciu alebo hydratáciu v dôsledku vlhkosti.Tieniacim vodivým filmom sa venuje veľká pozornosť v oblasti polovodičových zariadení, separátorov dielektrických filmov, tenkovrstvových elektród a elektromagnetického rušenia (EMI).Najmä tranzistory s efektom poľa s oxidom kovov (MOSFET) obsahujú chemicky a tepelne stabilné dielektrické filmy, ako je Si02, a komplementárne polovodiče z oxidu kovu (CMOS) obsahujú vodivé medené filmy.
Tenkovrstvové elektródy niekoľkonásobne zvyšujú pomer hustoty energie k objemu superkondenzátorov.Okrem toho sa na tienenie elektronických súčiastok pred elektromagnetickým rušením široko používajú kovové tenké vrstvy a v súčasnosti MXény (karbidy prechodných kovov, nitridy alebo karbonitridy) perovskitové keramické tenké vrstvy.
Pri PVD sa cieľový materiál odparí a prenesie do vákuovej komory obsahujúcej substrát.Výpary sa začnú usadzovať na povrchu substrátu jednoducho v dôsledku kondenzácie.Vákuum zabraňuje miešaniu nečistôt a kolíziám medzi molekulami pár a molekulami zvyškového plynu.
Turbulencia privádzaná do pary, teplotný gradient, prietok pary a latentné teplo cieľového materiálu hrajú dôležitú úlohu pri určovaní rovnomernosti filmu a času spracovania.Metódy odparovania zahŕňajú odporové zahrievanie, zahrievanie elektrónovým lúčom a v poslednom čase epitaxiu molekulárnym lúčom.
Nevýhodou konvenčného PVD je jeho neschopnosť odparovať materiály s veľmi vysokou teplotou topenia a štrukturálne zmeny vyvolané v nanesenom materiáli v dôsledku procesu odparovania a kondenzácie.Magnetrónové naprašovanie je technika fyzikálneho nanášania ďalšej generácie, ktorá rieši tieto problémy.Pri magnetrónovom naprašovaní sú cieľové molekuly vyvrhované (rozprašované) bombardovaním energetickými kladnými iónmi cez magnetické pole generované magnetrónom.
Tenké fólie zaujímajú osobitné miesto v moderných elektronických, optických, mechanických, fotonických, tepelných a magnetických zariadeniach a dokonca aj v dekoračných predmetoch kvôli ich všestrannosti, kompaktnosti a funkčným vlastnostiam.PVD a CVD sú najbežnejšie používané metódy naparovania na výrobu tenkých vrstiev s hrúbkou od niekoľkých nanometrov do niekoľkých mikrometrov.
Konečná morfológia naneseného filmu ovplyvňuje jeho výkon a účinnosť.Techniky naparovania tenkých vrstiev však vyžadujú ďalší výskum, aby sa presne predpovedali vlastnosti tenkého filmu na základe dostupných procesných vstupov, vybraných cieľových materiálov a vlastností substrátu.
Globálny trh s polovodičmi vstúpil do vzrušujúceho obdobia.Dopyt po čipovej technológii podnietil aj spomalil rozvoj odvetvia a očakáva sa, že súčasný nedostatok čipov bude ešte nejaký čas pokračovať.Súčasné trendy budú pravdepodobne formovať budúcnosť odvetvia, keďže to bude pokračovať
Hlavným rozdielom medzi batériami na báze grafénu a polovodičovými batériami je zloženie elektród.Hoci sa katódy často upravujú, na výrobu anód možno použiť aj alotropy uhlíka.
V posledných rokoch sa internet vecí rýchlo zaviedol takmer vo všetkých oblastiach, no obzvlášť dôležitý je v priemysle elektrických vozidiel.
Čas odoslania: 23. apríla 2023