薄膜沉積是一種工業上使用的技術,在由目標材料制成的特定設計部件上涂上一層薄薄的涂層,并使其表面具有一定的性能,金屬的腐蝕性和半導體的電學性質。有幾種沉積技術,通常是一次一層地在大量缺乏薄涂層所提供的基本表面特...
                    
                    
                        薄膜沉積是一種工業上使用的技術,在由目標材料制成的特定設計部件上涂上一層薄薄的涂層,并使其表面具有一定的性能,金屬的腐蝕性和半導體的電學性質。有幾種沉積技術,通常是一次一層地在大量缺乏薄涂層所提供的基本表面特性的材料上添加原子或分子。任何一種具有最小體積和重量的涂層的設計required可受益于將目標材料暴露于帶電液體環境的薄膜沉積,氣體或等離子體。

半導體工業使用薄涂層為硅片等材料提供導電性第一批粗金屬涂層在第一個千年被用于改善鏡子玻璃的反射性能。17世紀,威尼斯玻璃制造商發展了更精細的涂層技術。直到19世紀,才出現了精細的薄涂層方法,薄膜沉積是一種將單個原子和分子放在表面上的過程電鍍是一種化學沉積的形式,將要涂覆的零件附著在電極上,浸入金屬離子的導電溶液中。當電流流過溶液時,離子被吸引到零件表面,慢慢形成一層薄金屬層。稱為溶膠凝膠的半固態溶液是另一種化學沉積薄膜的方法。只要涂層顆粒足夠小,它們將在凝膠中保持足夠長的時間,以便在干燥階段去除液體部分時組織成層并提供均勻的涂層。氣相沉積是一種制造薄膜沉積的技術,其中部件通常在部分真空中,涂于通電的氣體或等離子體中。在真空室中,原子和分子均勻分布,形成純度和厚度一致的涂層。相比之下,化學氣相沉積,將零件放置在由氣態涂層占據的反應室中。氣體與目標材料發生反應,以產生所需的涂層厚度。在等離子沉積中,涂層氣體被過熱成離子形式,然后與零件的原子表面發生反應,通常在高壓下在濺射沉積中,固體形式的純涂層材料源通過熱或電子轟擊來激發。固體源中的一些原子松散,并均勻地懸浮在惰性氣體(如氬)中的零件表面這種類型的薄膜沉積有助于觀察濺射鍍金并通過電子顯微鏡觀察的小零件上的細微特征。在為以后的研究涂覆零件時,金原子從零件上方的固體源中脫落,并通過充滿氬氣的腔室落在其表面薄膜沉積的應用越來越廣泛,在透鏡和平板玻璃上的光學涂層可以改善透射、折射和反射性能,生產用于相框照片的處方玻璃和防反射玻璃中的紫外線(UV)濾光片。半導體行業使用薄涂層為硅片等材料提供更好的導電性或絕緣性。陶瓷薄膜具有抗腐蝕性、硬度和絕緣性;雖然在低溫下易碎,它們已成功地應用于傳感器、集成電路和更復雜的設計中,薄膜可以沉積成超小型的"智能"結構,如電池、太陽能電池、藥物輸送系統甚至量子計算機。