Filmele subțiri ( eng. filmele subțiri ) sunt straturi subțiri de material, a căror grosime este în intervalul de la fracțiuni de nanometru ( strat monoatomic ) la câțiva microni [1] .
Filmele subțiri pot fi solide sau lichide (rar gazoase). Compoziția, structura și proprietățile filmelor subțiri pot diferi de cele ale fazei în vrac din care s-a format filmul subțire. Filmele subțiri solide includ pelicule de oxid de pe suprafața metalelor și acoperiri artificiale formate pe diferite materiale pentru a crea dispozitive microelectronice , a preveni coroziunea , a îmbunătăți aspectul etc. [1]
Filmele subțiri lichide separă faza gazoasă dispersată în spume și fazele lichide în emulsii ; formarea de spume și emulsii stabile este posibilă numai în prezența agenților tensioactivi în compoziția filmelor. Filmele subțiri lichide se pot forma spontan între boabele din solidele policristaline dacă energia de suprafață a graniței depășește tensiunea superficială la limita fazelor solide și lichide de mai mult de două ori (condiția Gibbs-Smith). Filmele subțiri gazoase cu o durată de viață apreciabilă se pot forma între o picătură și un lichid în vrac în condiții de evaporare. [unu]
Determinarea grosimii filmelor subțiri este adesea efectuată prin metode bazate pe măsurarea intensității luminii reflectate, de exemplu, folosind elipsometrie ; se folosesc si metode electrice, bazate pe determinarea capacitatii si conductibilitatii peliculelor subtiri. Pentru a studia filmele subțiri solide, se folosesc microscopia electronică , spectroscopia cu raze X și alte metode dezvoltate pentru studierea suprafeței solidelor. Producția de filme subțiri și acoperiri cu peliculă subțire stă la baza unui număr de domenii moderne de tehnologie, în primul rând microelectronica. [unu]
Depunerea filmelor subțiri pe un substrat poate fi efectuată prin diferite metode, cele mai frecvent utilizate metode sunt:
Obiectele având dimensiuni atât de mici în unele cazuri își schimbă radical proprietățile. De exemplu, pentru astfel de obiecte mici, temperatura de topire, gradul de suprarăcire și distanța interplanară se modifică în comparație cu obiectele masive. Multe acoperiri funcționale au limite de grosime, peste care își pierd proprietățile sau se descompun în timpul aplicării.
Modificarea proprietăților se explică prin creșterea rolului suprafeței cu o scădere a obiectului, deoarece volumul corpului se modifică proporțional cu cubul de dimensiuni liniare, iar aria suprafeței - cu pătratul. În consecință, raportul S/V se comportă ca 1/r. Din această cauză , forțele de tensiune superficială , care nu joacă un rol semnificativ în probele în vrac, devin semnificative în nanoobiecte . Și deoarece acţionează în stratul apropiat de suprafață, acțiunea lor poate fi asemănată cu aplicarea presiunii externe, care, după cum știți, poate modifica atât temperatura de topire , cât și distanțele interplanare.
Aplicația principală se găsește în filmele solide subțiri depuse pe suprafața diferitelor obiecte.
Industriile legate de peliculele subțiri includ: