Тонкий шар концепції
вступ
| Як було показано в іншому місці, технології, засновані на використанні специфічних властивостей так званих тонких шарів, сильно розвинулися в кінці 20 століття і стали одним з найважливіших шляхів прогресу як щодо теоретичного розуміння властивості конденсованої речовини як мініатюризація або розробка нових датчиків, реалізація яких не могла б бути здійснена без цієї технології. Отже, цей модуль призначений для кращого розуміння концепцій, що лежать в основі передових досягнень, детально представлених з нагоди монографій про фізичні вимірювальні датчики навколишнього середовища. Він буде розділений на п’ять основних розділів (вакуумна техніка, техніка підготовки тонкої плівки, технічні характеристики, властивості, застосування), які іноді поділяються на підрозділи різного значення. |
Одна з основних труднощів при використанні тонких плівок стосується відтворюваності їх характеристик. Тож спочатку ми розглянемо, як вигадувати, потім характеризувати тонкий шар. Потім ми зосередимося на специфічні властивості з цих шарів може представляти інтерес для датчиків, маючи на увазі, що тонкі шари знаходять багато інших додатків практики в різних галузях, таких як оптика або механіка, про які ми трохи поговоримо тут, і тоді ми зможемо краще зрозуміти реалізацію деяких типових датчиків екологічних величин, використовуючи з прибутком технологію тонких плівок у поєднанні з мікропроцесором призводять до так званих "розумних" досягнень.
тонкий шар концепції
В принципі, тонкий шар даного матеріалу є елементом цього матеріалу, один з розмірів якого, називається товщина, було значно зменшено, так що зазвичай це буде виражатися як нанометрів. Ця дуже мала відстань між двома граничними поверхнями (ця квазівимірність) викликає порушення більшості фізичних властивостей. Істотна різниця між матеріалом у твердому стані та у стані тонкого шару справді пов'язана з тим, що в твердому стані нехтують, як правило, з розумом, роль меж у властивостях, тоді як у тонкому шарі це, навпаки, ефекти, пов'язані з граничними поверхнями, можуть бути переважними. Цілком очевидно, що чим менша товщина, тим більше цей ефект двовимірності буде посилюватися, і що, навпаки, коли товщина тонкого шару перевищує певний поріг, ефект товщини стане мінімальним і матеріал відновиться загальновідомі властивості твердого матеріалу.
Другою важливою характеристикою тонкої плівки є те, що, незалежно від процедури, що використовується для її виготовлення, тонка плівка завжди є цілісною опорою, на якій вона побудована (хоча, зрештою, іноді трапляється, що тонка плівка бути відокремленим від зазначеної підтримки). Отже, вкрай важливо врахувати цей основний факт у конструкції, а саме те, що опора має дуже сильний вплив на властивості. структурна шару, нанесеного в ньому. Таким чином, тонкий шар одного і того ж матеріалу однакової товщини може мати суттєво різні фізичні властивості залежно від того, наноситься він на аморфну ізолюючу підкладку, таку як скло, або на монокристалічну кремнієву підкладку, наприклад.
Слід також зазначити, що з огляду на використовуваний виробничий процес, тонка плівка часто є сильною забруднений під час його виготовлення оточуючими молекулами газу до такої міри, що його структура відразу після утворення істотно схожа на структуру губки, і що це, очевидно, також матиме вплив на фізичні властивості. Як правило, потрібно буде піддавати тонкий шар обробці після нанесення, що має на меті покращити його структуру, тобто якомога краще усунути закупорені гази, які, за деякими винятками, не надають матеріалу цікавих характеристик . Ми можемо легко уявити, що, залежно від використовуваної процедури, отриманий результат може, отже, значно відрізнятися.
| Однак із цих двох основних характеристик тонкого шару (двовимірність та наявність виробничої опорної підкладки, на якій шар будується шляхом послідовного складання атомів) випливає наступний наслідок: тонкий шар є анізотропний за конструкцією. |
Існує багато методів приготування тонких плівок. Ми тут наведемо лише найбільш часто використовувані в галузі електроніки (що, як правило, має тенденцію виключити майже всі конкретні програми та методи в хімії, фармації, біології. Однак через їх економічну важливість ми присвятили цим пунктам кілька абзаців).
Основні методології виробництва, що використовуються виробниками активних або пасивних електронних компонентів, включають фізичні процедури нанесення матеріалу на основу, спочатку позбавлену осаду. Тому тонкий шар збільшується в товщину від нуля. Слід зазначити, що, хоча ми маємо процеси травлення, що дозволяють вирівнювати ангстрему ангстремом матеріалу, ми навряд чи коли-небудь використовуємо ці засоби для отримання тонкого шару заданої товщини.
Для повного розуміння процесів, що беруть участь у підготовці, важливо спочатку вивчити середовище виготовлення тонкої плівки та спосіб отримання цього середовища, одним словом кажучи про вакуумну техніку. Це буде предметом наступного розділу.