لایه نازک: تفاوت میان نسخهها
جز جایگزینی با اشتباهیاب: ایدهآل⟸ایدئال |
بدون خلاصۀ ویرایش برچسبها: متن دارای ویکیمتن نامتناظر ویرایشگر دیداری |
||
خط ۱: | خط ۱: | ||
'''لایه نازک''' {{به انگلیسی|'''Thin film'''}} |
'''لایه نازک''' {{به انگلیسی|'''Thin film'''}} لایهای از مواد است که ضخامتی بین کسری از [[نانومتر]] (تک لایه) تا چند [[میکرومتر (یکا)|میکرومتر]] دارد. سنتز کنترل شده ی مواد به عنوان لایههای نازک (فرایندی که به آن رسوب گفته میشود) یک گام اساسی برای بسیاری از کاربردها است. یک مثال آشنا [[آینه]] خانگی است که به طور معمول دارای یک روکش فلزی نازک در پشت یک صفحه شیشهای برای ایجاد یک سطح بازتابنده است. فرایند نقره پوش سازی (آب نقره کاری) زمانی برای تولید آینهها استفاده میشد، در حالی که اخیراً لایه فلزی با استفاده از تکنیک هایی مانند کند و پاش (Sputtering) رسوب داده میشود. پیشرفت در تکنیک های رسوب لایه نازک در طول قرن بیستم، سبب طیف گستردهای از پیشرفت های فناوری در زمینه های مختلف شده است، مانند [[ذخیرهسازی مغناطیسی|رسانه ذخیره مغناطیسی]]، [[دستگاه نیمهرسانا|دستگاه های نیمه هادی الکترونیکی]]، [[الئیدی|LED]] ها، [[پوشش نوری|روکش های نوری]] (مانند [[شیشه ضد انعکاس|روکش های ضد بازتاب]])، روکش های سخت روی ابزارهای برش، تولید انرژی (به عنوان مثال [[سلول خورشیدی فیلم نازک|سلول های خورشیدی لایه نازک]] ) و ذخیره سازی انرژی ( باتری های لایه نازک). این مواد همچنین در زمینه داروسازی با روش "دارو رسانی به کمک لایه های نازک" کاربرد دارند. تودهای از لایه های نازک، چند لایه (multilayer) نامیده میشود. |
||
علاوه بر اهمیت کاربردی، لایه های نازک نقش مهمی در توسعه و مطالعه مواد با ویژگی های جدید و منحصر به فرد ایفا |
علاوه بر اهمیت کاربردی، لایه های نازک نقش مهمی در توسعه و مطالعه مواد با ویژگی های جدید و منحصر به فرد ایفا میکنند. به عنوان مثال میتوان به [[چند وجهی|مواد multiferroic]] و ابر لایه ها اشاره کرد که امکان بررسی پدیده های کوانتومی را فراهم میآورند. |
||
== فرایند رسوب گذاری (Deposition) == |
== فرایند رسوب گذاری (Deposition) == |
||
اعمال کردن یک لایه نازک بر روی یک سطح، ''رسوب گذاری لایه نازک'' نامیده |
اعمال کردن یک لایه نازک بر روی یک سطح، ''رسوب گذاری لایه نازک'' نامیده میشود؛ در واقع این فرایند شامل هر تکنیکی برای رسوب گذاری یک لایه نازک از مواد روی یک [[بستر (علم مواد)|بستر]] یا روی لایه های قبلی رسوب شده است. "نازک" یک اصطلاح نسبی است، اما اکثر تکنیک های رسوب ضخامت لایه را تا چند ده [[نانومتر]] کنترل میکنند. [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]]، [[فیلم Langmuir – Blodgett|روش لانگمویر-بلودت]]، رسوب لایه اتمی و رسوب لایه مولکولی اجازه میدهند که یک تک لایه از [[اتم|اتم ها]] یا مولکول ها در یک زمان رسوب داده شوند. |
||
استفاده از لایه های نازک در تولید وسایل [[نورشناسی|اپتیکی]] (به عنوان مثال روکش های [[بازتاب]]نده - [[روکش آنتیرفلکس|ضد بازتاب]] و یا [[شیشه خودتمیزشونده|شیشه های خود تمیز شونده]])، [[الکترونیک]]ی (لایه هایی از [[عایق الکتریکی|نارساناها]]، [[نیمرسانا|نیمه رسانا ها]] و [[رسانای الکتریکی|رساناها]] که [[مدار مجتمع|مدارات مجتمع]] را |
استفاده از لایه های نازک در تولید وسایل [[نورشناسی|اپتیکی]] (به عنوان مثال روکش های [[بازتاب]]نده - [[روکش آنتیرفلکس|ضد بازتاب]] و یا [[شیشه خودتمیزشونده|شیشه های خود تمیز شونده]])، [[الکترونیک]]ی (لایه هایی از [[عایق الکتریکی|نارساناها]]، [[نیمرسانا|نیمه رسانا ها]] و [[رسانای الکتریکی|رساناها]] که [[مدار مجتمع|مدارات مجتمع]] را میسازند)، بسته بندی (به عنوان مثال، ورق های PET پوشش داده شده با آلومینیوم) و در [[هنر معاصر]] (به کار [[Larry Bell (artist)|لری بل]] مراجعه کنید) مفید است. گاهی اوقات که ضخامت مهم نیست، فرایندهای مشابه مورد استفاده قرار میگیرند: برای مثال پالایش مس با [[آبکاری الکترولیتی|آبکاری]] و رسوب [[سیلیسیم|سیلیکون]] و [[اورانیم|اورانیوم]] غنی شده توسط یک فرایند شبه [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|CVD]] پس از پردازش فاز گاز. |
||
بسته به اینکه فرایند در درجه اول [[شیمی]]ایی باشد یا [[فیزیک]]ی، تکنیک های رسوب گذاری در دو دسته گسترده قرار |
بسته به اینکه فرایند در درجه اول [[شیمی]]ایی باشد یا [[فیزیک]]ی، تکنیک های رسوب گذاری در دو دسته گسترده قرار میگیرند.<ref>{{Cite book|editor-last=Knoll|editor-first=Wolfgang Knoll|editor2-last=Advincula|editor2-first=Rigoberto C.|date=2011-06-07|title=Functional Polymer Films, 2 Volume Set 1st Edition|url=|location=|publisher=Wiley-VCH|page=|isbn=978-3527321902|authorlink=}}</ref> |
||
=== رسوب شیمیایی === |
=== رسوب شیمیایی === |
||
در اینجا، یک [[Precursor|پیش ماده]] سیال بر روی یک سطح جامد دچار تغییر شیمیایی |
در اینجا، یک [[Precursor|پیش ماده]] سیال بر روی یک سطح جامد دچار تغییر شیمیایی میشود و یک لایه جامد باقی میگذارد. یک نمونه روزمره، تشکیل دوده روی یک جسم خنک وقتی درون شعله قرار میگیرد، است. از آنجا که مایع جسم جامد را احاطه میکند، رسوب بدون وابستگی چندانی به جهت، بر روی هر سطحی اتفاق میافتد. لایه های نازک ساخته شده به روش های رسوب شیمیایی به جای ''جهت دار بودن''، همدیس (conformal) هستند. |
||
در ادامه، رسوب شیمیایی بیشتر به وسیله فاز پیش ماده طبقه بندی |
در ادامه، رسوب شیمیایی بیشتر به وسیله فاز پیش ماده طبقه بندی میشود: |
||
[[آبکاری]] به پیش ماده های مایع متکی است که اغلب محلول آب به همراه نمکی از فلز مورد نظر برای رسوب گذاری است. برخی فرایندهای آبکاری کاملاً توسط [[واکنشگر ناب|مواد واکنشگر]] در محلول (معمولاً برای [[فلزات نجیب]]) هدایت |
[[آبکاری]] به پیش ماده های مایع متکی است که اغلب محلول آب به همراه نمکی از فلز مورد نظر برای رسوب گذاری است. برخی فرایندهای آبکاری کاملاً توسط [[واکنشگر ناب|مواد واکنشگر]] در محلول (معمولاً برای [[فلزات نجیب]]) هدایت میشوند، اما تاکنون مهمترین فرایند تجاری [[آبکاری الکترولیتی|آبکاری الکتریکی]] است. این روش برای سالها چندان در پردازش نیمه هادی ها کاربردی نداشت، اما به دلیل استفاده گسترده تر از روش های [[مسطحسازی شیمیایی-مکانیکی|صیقل دادن شیمیایی-مکانیکی،]] در حال حاضر دوباره استفاده میگردد. |
||
[[سل-ژل|رسوب محلول شیمیایی]] (CSD) یا [[رسوب شیمیایی حمامی|رسوب به وسیله حمام شیمیایی]] (CBD) از پیش ماده مایعی استفاده |
[[سل-ژل|رسوب محلول شیمیایی]] (CSD) یا [[رسوب شیمیایی حمامی|رسوب به وسیله حمام شیمیایی]] (CBD) از پیش ماده مایعی استفاده میکند که معمولاً محلول پودرهای آلی-فلزی در یک حلال آلی است. این یک فرایند نسبتاً ارزان و ساده تولید لایه نازک است که فازهای کریستالی دقیقی از نظر استوکیومتری تولید میکند. این روش همچنین به عنوان روش '''[[سل-ژل|sol-gel]]''' شناخته میشود زیرا 'sol' (یا محلول) به تدریج به سمت ایجاد سیستم دو فاز ژل-مانند تغییر مییابد. |
||
روش [[روش Langmuir – Blodgett|لانگمویر-بلودت]] از مولکولهایی استفاده |
روش [[روش Langmuir – Blodgett|لانگمویر-بلودت]] از مولکولهایی استفاده میکند که در بالای یک زیرفاز آبی شناور هستند. چگالی فشردگی مولکول ها کنترل میشود و پس از برداشت کنترل شده زیرفاز از روی بستر جامد، تک لایه فشرده شده به روی آن منتقل میشود. این امر امکان ایجاد لایه های نازک از مولکول های مختلف مانند نانوذرات، پلیمرها و لیپیدها را با چگالی فشردگی ذرات و ضخامت لایه کنترل شده فراهم میآورد.<ref>{{Cite journal|last=Ariga|first=Katsuhiko|last2=Yamauchi|first2=Yusuke|last3=Mori|first3=Taizo|last4=Hill|first4=Jonathan P.|year=2013|title=25th Anniversary Article: What Can Be Done with the Langmuir-Blodgett Method? Recent Developments and its Critical Role in Materials Science|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201302283}}|journal=Advanced Materials|location=Deerfield Beach FL USA|publisher=VCH Publishers|publication-date=2013-10-08|volume=25|issue=45|pages=6477–6512|doi=10.1002/adma.201302283|issn=1521-4095|pmid=24302266}}</ref> |
||
[[پوشش دورانی|روکش دورانی]] یا ریخته گری چرخشی، از یک پیش ماده مایع یا پیش ماده [[سل-ژل|سل ژل]] استفاده |
[[پوشش دورانی|روکش دورانی]] یا ریخته گری چرخشی، از یک پیش ماده مایع یا پیش ماده [[سل-ژل|سل ژل]] استفاده میکند که روی یک بستر صاف و مسطح رسوب داده شده که در مرحله بعد این بستر با سرعت بالایی چرخانده میشود تا محلول را به روش سانتریفوژ روی بستر پخش کند. سرعتی که محلول با آن چرخانده میشود و [[گرانروی|ویسکوزیته]] سل، ضخامت نهایی لایه رسوبی را تعیین میکند. میتوان رسوبات مکرر را برای افزایش ضخامت لایه ها به مقدار دلخواه انجام داد. پردازش حرارتی اغلب به منظور تبلور لایه ی آمورف رسوب گذاری شده به روش پوشش دورانی، انجام میشود. چنین لایه های کریستالی میتوانند جهت گیری های مرجح خاصی را بعد از تبلور بر روی بسترهای تک [[بلور]]ی نشان دهند.<ref>{{Cite journal|last=Hanaor|first=D.A.H.|last2=Triani|first2=G.|last3=Sorrell|first3=C.C.|date=2011-03-15|title=Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films|journal=Surface and Coatings Technology|volume=205|issue=12|pages=3658–3664|arxiv=1303.2741|doi=10.1016/j.surfcoat.2011.01.007}}</ref> |
||
[[لایهنشانی غوطهوری|روکش Dip]] مشابه روکش چرخشی است به این صورت که یک پیش ماده مایع یا پیش ماده سل ژل روی یک بستر رسوب داده |
[[لایهنشانی غوطهوری|روکش Dip]] مشابه روکش چرخشی است به این صورت که یک پیش ماده مایع یا پیش ماده سل ژل روی یک بستر رسوب داده میشود، اما در این حالت بستر کاملاً در محلول فرو میرود و سپس تحت شرایط کنترل شده خارج میشود. با کنترل سرعت برداشت (خارج کردن)، شرایط تبخیر (عمدتاً رطوبت و دما) و قابلیت تبخیر/ گرانروی حلال، ضخامت لایه، همگن بودن و مورفولوژی نانوسکوپی هم کنترل میشوند. دو رژیم تبخیر وجود دارد: ناحیه مویرگی با سرعت برداشت بسیار کم و منطقه زهکشی با سرعت تبخیر سریعتر.<ref>{{Cite journal|last=Faustini|first=Marco|last2=Drisko|first2=Glenna L|last3=Boissiere|first3=Cedric|last4=Grosso|first4=David|date=2014-03-01|title=Liquid deposition approaches to self-assembled periodic nanomasks|url=|journal=Scripta Materialia|volume=74|issue=|pages=13–18|doi=10.1016/j.scriptamat.2013.07.029|access-date=}}</ref> |
||
[[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] (CVD) به طور کلی از یک پیش ماده در فاز گازی، اغلب یک [[هالید]] یا [[هیدرید]] از عنصر مورد نظر، برای رسوب گذاری استفاده |
[[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] (CVD) به طور کلی از یک پیش ماده در فاز گازی، اغلب یک [[هالید]] یا [[هیدرید]] از عنصر مورد نظر، برای رسوب گذاری استفاده مینماید. در حالت [[برآرایی بخار فلز-آلی|MOCVD]] از گاز آلی-فلزی استفاده میشود. روش های تجاری اغلب از پیش ماده های گازی با فشارهای بسیار پایین استفاده میکنند. |
||
[[تقویت بخار شیمیایی پلاسما|CVD بهبود یافته با پلاسما]] (PECVD) از بخار یونیزه شده یا [[پلاسما (فیزیک)|پلاسما]] به عنوان پیش ماده استفاده |
[[تقویت بخار شیمیایی پلاسما|CVD بهبود یافته با پلاسما]] (PECVD) از بخار یونیزه شده یا [[پلاسما (فیزیک)|پلاسما]] به عنوان پیش ماده استفاده میکند. بر خلاف مثال دوده در بالا، PECVD تجاری برای تولید پلاسما به روش های الکترومغناطیسی (جریان الکتریکی، برانگیختگی [[ریزموج|مایکروویوی]] ) متکی است و نه یک واکنش شیمیایی. |
||
رسوب لایه اتمی (ALD)، و روش خواهرش رسوب لایه مولکولی (MLD)، با استفاده از پیش ماده های گازی، لایه های نازک همدیس و تک لایه را در یک زمان رسوب گذاری |
رسوب لایه اتمی (ALD)، و روش خواهرش رسوب لایه مولکولی (MLD)، با استفاده از پیش ماده های گازی، لایه های نازک همدیس و تک لایه را در یک زمان رسوب گذاری میکند. این فرایند به دو واکنش تقسیم میشود که به ترتیب و برای هر لایه تکرار میشوند تا از اشباع کامل لایه پیش از شروع لایه بعدی اطمینان حاصل شود. بنابراین، یک واکنش دهنده ابتدا رسوب میشود و سپس ماده دوم واکنش دهنده رسوب میشود که در طی آن یک واکنش شیمیایی روی بستر اتفاق میافتد و ترکیب مورد نظر را تشکیل میدهد. به دلیل این فرایند مرحله به مرحله، این روند از CVD کندتر است اما برخلاف CVD میتواند در دماهای پایین اجرا شود. |
||
=== رسوب فیزیکی === |
=== رسوب فیزیکی === |
||
رسوب فیزیکی برای تولید یک لایه نازک جامد از روش های مکانیکی، الکترومکانیکی یا ترمودینامیکی استفاده |
رسوب فیزیکی برای تولید یک لایه نازک جامد از روش های مکانیکی، الکترومکانیکی یا ترمودینامیکی استفاده میکند. یک نمونه روزمره شکل گیری [[یخبندان]] (شبنم یخ زده) است. از آنجا که بیشتر مواد مهندسی توسط انرژی های نسبتاً بالایی در کنار هم نگه داشته شده اند و از واکنش های شیمیایی برای ذخیره این انرژی ها استفاده نمیشود، سیستم های رسوب فیزیکی تجاری تمایل دارند که برای عملکرد صحیح به بخار کم فشار نیاز داشته باشند؛ بیشتر آنها را میتوان به عنوان [[رسوبدهی فیزیکی بخار|رسوب بخار فیزیکی]] (PVD) طبقه بندی کرد. |
||
ماده ی مورد نظر برای رسوب در یک محیط [[انرژی]] زا و [[آنتروپی|انتروپیک]] قرار |
ماده ی مورد نظر برای رسوب در یک محیط [[انرژی]] زا و [[آنتروپی|انتروپیک]] قرار میگیرد تا ذرات ماده از سطح آن فرار کنند. در مقابل این منبع سطح خنک کنندهای قرار دارد که هنگام رسیدن این ذرات، انرژی آنها را جذب مینماید و به آنها اجازه میدهد یک لایه جامد تشکیل دهند. کل سیستم در یک محفظه رسوب خلأ نگه داشته میشود تا ذرات بتوانند تا حد امکان آزادانه حرکت کنند. از آنجا که ذرات تمایل به دنبال کردن یک مسیر مستقیم دارند، لایه هایی که به روش های فیزیکی رسوب گذاری می''شوند'' معمولاً ''جهت دار'' هستند تا ''همدیس'' . |
||
نمونه هایی از رسوب فیزیکی عبارتند از: تبخیر حرارتی که از بخاری با مقاومت الکتریکی برای ذوب مواد استفاده |
نمونه هایی از رسوب فیزیکی عبارتند از: تبخیر حرارتی که از بخاری با مقاومت الکتریکی برای ذوب مواد استفاده میکند و فشار بخار آن را تا حد مفیدی بالا میبرد. این کار در خلأ بالا انجام میشود، هم برای این که بخار بتواند بدون واکنش با یا [[پراکندگی]] از سایر اتم های فاز گازی در محفظه به بستر برسد و هم برای اینکه میزان ترکیب ناخالصی های حاصل از گاز باقیمانده در محفظه خلأ را کاهش دهند. بدیهی است فقط موادی با [[فشار بخار]] بسیار بالاتر از [[المنت گرمایی]] بخاری میتوانند بدون آلوده کردن لایه رسوب داده شوند. [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتکسی پرتو مولکولی]] نوع خاص و پیچیدهای از تبخیر حرارتی است. |
||
در روش [[رسوب بخار فیزیکی پرتو الکترون|تبخیر پرتوی الکترونی]] پرتویی پرانرژی از یک [[تفنگ الکترونی]] شلیک |
در روش [[رسوب بخار فیزیکی پرتو الکترون|تبخیر پرتوی الکترونی]] پرتویی پرانرژی از یک [[تفنگ الکترونی]] شلیک میگردد تا یک نقطه کوچک ماده را به نقطه جوش برساند؛ از آنجایی که گرمایش یکنواخت نیست میتوان مواد با [[فشار بخار]] پایین تر را رسوب داد. باریکه معمولاً با زاویه 270 درجه خم میشود تا اطمینان حاصل شود که فیلامان تفنگ مستقیماً در معرض شار تبخیر قرار ندارد. آهنگ رسوب معمولی برای تبخیر پرتوی الکترونی از 1 تا 10 نانومتر بر ثانیه است. |
||
در [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]] (MBE) جریانهای کند یک عنصر |
در [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]] (MBE) جریانهای کند یک عنصر میتوانند به سمت بستر (زیرلایه) هدایت شوند به طوری که یک لایه اتمی از مواد در یک زمان رسوب کنند. ترکیباتی مانند [[گالیم آرسنید]] معمولاً با اعمال مکرر یک لایه از یک عنصر (یعنی [[گالیم]])، سپس یک لایه از عنصر دیگر (یعنی [[آرسنیک]]) رسوب داده میشوند به طوری که فرایند شیمیایی و در عین حال فیزیکی باشد؛ این فرایند همچنین به عنوان رسوب لایه اتمی شناخته میشود. اگر پیش ماده های مورد استفاده آلی باشند، به این روش رسوب لایه مولکولی گفته میشود. پرتوی ماده مورد نظر میتواند به روش فیزیکی (یعنی توسط [[کوره]]) یا با یک واکنش شیمیایی ( epitaxy پرتو شیمیایی) تولید شود. |
||
[[کندوپاش|کند و پاش]] به پلاسمایی (معمولاً از جنس یک [[گاز نجیب]] مانند [[آرگون]]) متکی است تا با ضربه زدن، ماده را به صورت چند اتم در هر بار از سطح هدف جدا کند (بکند). هدف را |
[[کندوپاش|کند و پاش]] به پلاسمایی (معمولاً از جنس یک [[گاز نجیب]] مانند [[آرگون]]) متکی است تا با ضربه زدن، ماده را به صورت چند اتم در هر بار از سطح هدف جدا کند (بکند). هدف را میتوان در دمای نسبتاً کم نگه داشت زیرا این روش یکی از انواع روش های تبخیر نیست که همین سبب میشود یکی از انعطاف پذیرترین تکنیک های رسوب به حساب آید. این روش به ویژه برای ترکیبات یا مخلوط ها مفید است که در آنها اجزای مختلف تمایل به تبخیر با آهنگ های متفاوت دارند. توجه داشته باشید که پوشش مرحله کند و پاش کمابیش همدیس است. کند و پاش همچنین در مواد و ابزار نوری کاربرد گستردهای دارد. ساخت کلیه فرمت های CD ،DVD و BD با کمک این تکنیک انجام میشود. این یک تکنیک سریع است و همچنین کنترل ضخامت خوبی را فراهم مینماید. در حال حاضر گازهای نیتروژن و اکسیژن نیز در کند و پاش استفاده میشوند. |
||
سیستم های رسوب لیزر پالسی توسط یک فرایند [[کند و سوز|فرسایش]] کار |
سیستم های رسوب لیزر پالسی توسط یک فرایند [[کند و سوز|فرسایش]] کار میکنند. پالسهای [[لیزر]] متمرکز سطح هدف را تبخیر کرده و آن را به پلاسما تبدیل مینمایند؛ این پلاسما معمولاً قبل از رسیدن به بستر دوباره به گاز تبدیل میگردد.<ref>{{Cite journal|last=Rashidian Vaziri|first=M. R.|last2=Hajiesmaeilbaigi|first2=F.|last3=Maleki|first3=M. H.|date=2011-08-24|title=Monte Carlo simulation of the subsurface growth mode during pulsed laser deposition|journal=Journal of Applied Physics|volume=110|issue=4|pages=043304|bibcode=2011JAP...110d3304R|doi=10.1063/1.3624768}}</ref> |
||
رسوب قوس کاتدیک (arc-PVD) که نوعی رسوب پرتو یونی است که در آن یک قوس الکتریکی ایجاد |
رسوب قوس کاتدیک (arc-PVD) که نوعی رسوب پرتو یونی است که در آن یک قوس الکتریکی ایجاد میشود که به معنای واقعی کلمه یون ها را با انفجار از کاتد جدا مینماید. این جرقه دارای [[تجمع قدرت، تراکم قدرت|چگالی توان]] فوق العاده بالایی است که منجر به سطح بالایی از [[یونش]] (30-100٪) به علاوه ی یون های شارژ شده، ذرات خنثی، خوشه ها و ذرات بزرگ (قطرات) میگردد. اگر یک گاز واکنش پذیر در طی فرایند تبخیر وارد شود، در طول برهمکنش با [[شار]] یونی، [[تفکیک (شیمی)|تفکیک]]، [[یونش|یونیزاسیون]] و [[حالت برانگیخته|برانگیختگی]] میتوانند رخ دهند و یک لایه ترکیبی رسوب داده شود. |
||
رسوب [[الکترو هیدرودینامیک|الکترو هیدروودینامیکی]] (رسوب با الکترواسپری) یک فرایند نسبتاً جدید رسوب لایه نازک است. مایع موردنظر برای رسوب گذاری به صورت محلول نانوذره یا یک محلول ساده به یک نازل مویین کوچک (معمولاً فلزی) که به ولتاژ بالا متصل است، تزریق |
رسوب [[الکترو هیدرودینامیک|الکترو هیدروودینامیکی]] (رسوب با الکترواسپری) یک فرایند نسبتاً جدید رسوب لایه نازک است. مایع موردنظر برای رسوب گذاری به صورت محلول نانوذره یا یک محلول ساده به یک نازل مویین کوچک (معمولاً فلزی) که به ولتاژ بالا متصل است، تزریق میشود. بستری که لایه باید روی آن رسوب داده شود به زمین اتصال دارد. به دلیل تأثیر میدان الکتریکی، زمانی که مایع از [[نازل]] بیرون میآید شکل مخروطی (مخروط تیلور) به خود میگیرد و در رأس مخروط جت نازکی ظهور میکند که به سبب محدودیت بار ریلی به قطرات بسیار ریز و کوچک با بار مثبت تجزیه میگردد. قطرات کوچکتر و کوچکتر میشوند و در نهایت به عنوان یک لایه نازک یکنواخت روی بستر قرار میگیرند. |
||
=== حالت های رشد === |
=== حالت های رشد === |
||
[[پرونده:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Frank-van-der-Merwe <ref>{{Citation|title=Deutsch: Frank-van-der-Merwe-Modus|url=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|date=2007-11|accessdate=2020-03-23|first=David|last=W}}</ref>]] |
[[پرونده:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Frank-van-der-Merwe <ref>{{Citation|title=Deutsch: Frank-van-der-Merwe-Modus|url=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|date=2007-11|accessdate=2020-03-23|first=David|last=W}}</ref>]] |
||
رشد [[رشد Frank-van der Merwe|Frank-van der Merwe]] <ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-dimensional dislocations. I. Static theory|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=205–216|bibcode=1949RSPSA.198..205F|doi=10.1098/rspa.1949.0095|jstor=98165}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. II. Misfitting Monolayers and Oriented Overgrowth|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=216–225|bibcode=1949RSPSA.198..216F|doi=10.1098/rspa.1949.0096|jstor=98166}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. III. Influence of the Second Harmonic Term in the Potential Representation, on the Properties of the Model|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=125–134|bibcode=1949RSPSA.200..125F|doi=10.1098/rspa.1949.0163|jstor=98394}}</ref> ("لایه به لایه"). در این حالت رشد، برهم کنش های سطح-جاذب و جاذب-جاذب به تعادل |
رشد [[رشد Frank-van der Merwe|Frank-van der Merwe]] <ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-dimensional dislocations. I. Static theory|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=205–216|bibcode=1949RSPSA.198..205F|doi=10.1098/rspa.1949.0095|jstor=98165}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. II. Misfitting Monolayers and Oriented Overgrowth|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=216–225|bibcode=1949RSPSA.198..216F|doi=10.1098/rspa.1949.0096|jstor=98166}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. III. Influence of the Second Harmonic Term in the Potential Representation, on the Properties of the Model|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=125–134|bibcode=1949RSPSA.200..125F|doi=10.1098/rspa.1949.0163|jstor=98394}}</ref> ("لایه به لایه"). در این حالت رشد، برهم کنش های سطح-جاذب و جاذب-جاذب به تعادل میرسند. این نوع رشد نیاز به تطابق شبکهای دارد و از این رو مکانیسم رشد "ایدئال" در نظر گرفته میشود. |
||
[[رشد Stranski-Krastanov]] <ref>{{Cite journal|last=Stranski|first=I. N.|last2=Krastanov|first2=L.|date=1938-02-10|title=Zur Theorie der orientierten Ausscheidung von Ionenkristallen aufeinander|url=|journal=Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften|volume=146|issue=1|pages=351–364|doi=10.1007/BF01798103|issn=0343-7329|access-date=}}</ref> ("جزایر متصل" یا "لایه به علاوه جزیره"). در این حالت رشد، فعل و انفعالات سطح-جاذب قوی تر از فعل و انفعالات جاذب-جاذب است. |
[[رشد Stranski-Krastanov]] <ref>{{Cite journal|last=Stranski|first=I. N.|last2=Krastanov|first2=L.|date=1938-02-10|title=Zur Theorie der orientierten Ausscheidung von Ionenkristallen aufeinander|url=|journal=Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften|volume=146|issue=1|pages=351–364|doi=10.1007/BF01798103|issn=0343-7329|access-date=}}</ref> ("جزایر متصل" یا "لایه به علاوه جزیره"). در این حالت رشد، فعل و انفعالات سطح-جاذب قوی تر از فعل و انفعالات جاذب-جاذب است. |
||
Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|last=Volmer|first=M.|last2=Weber|first2=A.|date=1926-01-01|title=Keimbildung in übersättigten Gebilden|url=|journal=Zeitschrift für Physikalische Chemie|volume=119U|issue=1|pages=277–301|doi=10.1515/zpch-1926-11927|issn=0942-9352|access-date=}}</ref> ("جزایر مجزا"). در این حالت رشد، برهم کنش های جاذب-جاذب قوی تر از برهم کنش های سطح-جاذب هستند، از این رو "جزایر" بلافاصله شکل |
Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|last=Volmer|first=M.|last2=Weber|first2=A.|date=1926-01-01|title=Keimbildung in übersättigten Gebilden|url=|journal=Zeitschrift für Physikalische Chemie|volume=119U|issue=1|pages=277–301|doi=10.1515/zpch-1926-11927|issn=0942-9352|access-date=}}</ref> ("جزایر مجزا"). در این حالت رشد، برهم کنش های جاذب-جاذب قوی تر از برهم کنش های سطح-جاذب هستند، از این رو "جزایر" بلافاصله شکل میگیرند. |
||
[[پرونده:Stranski-Krastanow-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Stranski-Krastanow <ref>{{Cite journal|title=File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]] |
[[پرونده:Stranski-Krastanow-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Stranski-Krastanow <ref>{{Cite journal|title=File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]] |
||
=== اپیتاکسی === |
=== اپیتاکسی === |
||
زیر |
زیر مجموعهای از فرایندها و کاربردهای رسوب لایه های نازک متمرکز است بر روی رشد به اصطلاح epitaxial مواد و رسوب لایه های نازک کریستالی که به دنبال ساختار بلوری بستر رشد میکنند. اصطلاح اپیتاکسی از ریشه های یونانی (epi (ἐπί به معنی "بالا/روی"، و تاکسیس (τάξις) به معنی "روشی منظم" میآید. این اصطلاح را میتوان به "تنظیم بر روی (arranging upon)" ترجمه کرد. |
||
[[پرونده:Volmer-Weber-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|title=File:Volmer-Weber-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Volmer-Weber-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]] |
[[پرونده:Volmer-Weber-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|title=File:Volmer-Weber-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Volmer-Weber-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]] |
||
اصطلاح '''هومواپیتاکسی''' به حالت خاصی گفته |
اصطلاح '''هومواپیتاکسی''' به حالت خاصی گفته میشود که در آن لایهای از همان ماده روی یک بستر بلوری رشد مییابد. به عنوان مثال از این فناوری برای رشد لایهای خالص تر از بستر استفاده میشود که چگالی نقصان کمتری به نسبت بستر دارد و همچنین برای تولید لایه هایی با سطح دوپینگ متفاوت. '''Heteroepitxic''' به حالتی اشاره میکند که در آن لایه رسوب داده شده متفاوت از بستر است. |
||
تکنیک های مورد استفاده برای رشد epitaxial لایه های نازک شامل [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]]، [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] و رسوب لیزر پالسی است .<ref>{{Cite journal|last=Rashidian Vaziri|first=M. R.|last2=Hajiesmaeilbaigi|first2=F.|last3=Maleki|first3=M. H.|date=2010-10-07|title=Microscopic description of the thermalization process during pulsed laser deposition of aluminium in the presence of argon background gas|journal=Journal of Physics D: Applied Physics|volume=43|issue=42|pages=425205|bibcode=2010JPhD...43P5205R|doi=10.1088/0022-3727/43/42/425205|issn=1361-6463}}</ref> |
تکنیک های مورد استفاده برای رشد epitaxial لایه های نازک شامل [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]]، [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] و رسوب لیزر پالسی است .<ref>{{Cite journal|last=Rashidian Vaziri|first=M. R.|last2=Hajiesmaeilbaigi|first2=F.|last3=Maleki|first3=M. H.|date=2010-10-07|title=Microscopic description of the thermalization process during pulsed laser deposition of aluminium in the presence of argon background gas|journal=Journal of Physics D: Applied Physics|volume=43|issue=42|pages=425205|bibcode=2010JPhD...43P5205R|doi=10.1088/0022-3727/43/42/425205|issn=1361-6463}}</ref> |
||
خط ۶۹: | خط ۶۹: | ||
=== روکش های تزئینی === |
=== روکش های تزئینی === |
||
استفاده از لایه های نازک برای روکش های تزئینی احتمالاً نماینده قدیمی ترین کاربرد آنها است. این کاربردها شامل برگهای نازک طلایی با ضخامت حدود 100 nm |
استفاده از لایه های نازک برای روکش های تزئینی احتمالاً نماینده قدیمی ترین کاربرد آنها است. این کاربردها شامل برگهای نازک طلایی با ضخامت حدود 100 nm میشوند که بیش از 5000 سال پیش در هند باستان مورد استفاده قرار میگرفتند. همچنین ممکن است به عنوان هر شکلی از نقاشی شناخته شود، اگرچه این نوع اثر عموماً به عنوان یک هنر دستی در نظر گرفته میشود تا مهندسی یا یک رشته علمی. امروزه لایه های نازک با ضخامت متغیر و [[ضریب شکست]] بالا مانند [[تیتانیوم دیاکسید|دی اکسید تیتانیوم]] اغلب برای روکش های تزئینی بر روی شیشه استفاده میشود که به عنوان مثال باعث ایجاد ظاهری به رنگ رنگین کمانی مانند لکه روغن روی آب میگردد. علاوه بر این، سطوح غیرشفافی که با طلا رنگ شده اند ممکن است با کند و پاش طلا یا [[تیتانیوم نیترید|نیترید تیتانیوم]] تهیه شوند. |
||
=== روکش های نوری (اپتیکی) === |
=== روکش های نوری (اپتیکی) === |
||
این لایه ها در هر دو سیستم بازتابی و [[شکست نور|شکستی]] به کار |
این لایه ها در هر دو سیستم بازتابی و [[شکست نور|شکستی]] به کار میروند. [[آینه|آینه های]] بزرگ (بازتابی) در قرن نوزدهم در دسترس قرار گرفتند و با کند و پاش نقره فلزی یا آلومینیوم روی شیشه تولید میشدند. عدسی های شکستی برای ابزارهای نوری مانند دوربین ها و میکروسکوپ ها به طور معمول دارای [[ابیراهی نوری|ابیراهی]] هستند، یعنی رفتار شکستی غیر ایدئال دارند. در حالی که قبلاً مجموعه هایی با تعداد بالایی از عدسی ها باید در امتداد مسیر نوری قرار میگرفتند، امروزه ممکن است با روکش کردن (لایه نشانی) عدسی های نوری با [[پوشش نوری|چند لایه]] شفاف دی اکسید تیتانیوم، [[سیلیکون نیترید|نیترید سیلیکون]] یا اکسید سیلیکون و غیره، این ابیراهی ها را اصلاح نمود. یک نمونه ی خوب شناخته شده برای پیشرفت در سیستم های نوری توسط فناوری لایه های نازک، در لنزهای با پهنای چند میلی متر در [[گوشی دوربیندار|دوربین تلفن های هوشمند]] نمایان است. نمونه های دیگر روکش های ضد بازتاب روی عینک یا [[صفحه خورشیدی|صفحات]] [[پانل خورشیدی|خورشیدی]] هستند. |
||
=== روکش های محافظ === |
=== روکش های محافظ === |
||
لایه های نازک اغلب برای محافظت از قطعه مورد نظر زیرین در برابر تأثیرات خارجی رسوب داده |
لایه های نازک اغلب برای محافظت از قطعه مورد نظر زیرین در برابر تأثیرات خارجی رسوب داده میشوند. این محافظت ممکن است با به حداقل رساندن تماس با محیط بیرونی انجام گردد تا انتشار (دیفیوژن) از محیط به قطعه کار یا برعکس گاهش یابد. به عنوان مثال، بطری های پلاستیکی لیموناد غالباً توسط لایه های ضد انتشار روکش میشوند تا از پخش و تجزیه CO <sub>2 جلوگیری کنند</sub> که تحت فشار زیاد وارد نوشیدنی میشود. نمونه دیگر توسط لایه های نازک [[تیتانیوم نیترید|TiN]] در [[مدار مجتمع|تراشه های میکروالکترونیکی]] است که خطوط آلومینیومی رسانا را به صورت الکتریکی از عایق تعبیه شده SiO <sub>2 جدا میکنند</sub> تا مانع تشکیل Al <sub>2</sub> O <sub>3 گردد</sub>. اغلب، لایه های نازک به عنوان محافظ در برابر [[سایشی (مکانیکی)|سایش]] بین قطعات مکانیکی متحرک عمل میکنند. به عنوان نمونه هایی از این کاربرد میتوان به استفاده از لایه های کربن الماس-مانند (DLC) در موتور اتومبیل ها یا لایه های نازک ساخته شده از [[نانوکامپوزیت|نانوکامپوزیت ها]] اشاره کرد. |
||
=== روکش های الکتریکی === |
=== روکش های الکتریکی === |
||
[[پرونده:MxSnake.png|چپ|بندانگشتی|لایه فلزی با ساختار جانبی در یک مدار مجتمع <ref name="SCT20102">{{Cite journal|last=Birkholz|first=M.|last2=Ehwald|first2=K.-E.|last3=Wolansky|first3=D.|last4=Costina|first4=I.|last5=Baristiran-Kaynak|first5=C.|last6=Fröhlich|first6=M.|last7=Beyer|first7=H.|last8=Kapp|first8=A.|last9=Lisdat|first9=F.|date=2010-03-15|title=Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications|journal=Surface and Coatings Technology|volume=204|issue=12–13|pages=2055–2059|doi=10.1016/j.surfcoat.2009.09.075|issn=0257-8972}}</ref>]] |
[[پرونده:MxSnake.png|چپ|بندانگشتی|لایه فلزی با ساختار جانبی در یک مدار مجتمع <ref name="SCT20102">{{Cite journal|last=Birkholz|first=M.|last2=Ehwald|first2=K.-E.|last3=Wolansky|first3=D.|last4=Costina|first4=I.|last5=Baristiran-Kaynak|first5=C.|last6=Fröhlich|first6=M.|last7=Beyer|first7=H.|last8=Kapp|first8=A.|last9=Lisdat|first9=F.|date=2010-03-15|title=Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications|journal=Surface and Coatings Technology|volume=204|issue=12–13|pages=2055–2059|doi=10.1016/j.surfcoat.2009.09.075|issn=0257-8972}}</ref>]] |
||
لایه های نازک از عناصر فلزی مانند مس، آلومینیوم، طلا یا نقره و غیره و آلیاژهای آنها کاربردهای بی شماری در دستگاههای الکتریکی یافته اند. به دلیل [[مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی|هدایت الکتریکی]] بالایشان قادرند جریانهای الکتریکی را عبور دهند یا ولتاژ را تغذیه کنند. لایه های فلزی نازک در سیستم های الکتریکی معمولی استفاده |
لایه های نازک از عناصر فلزی مانند مس، آلومینیوم، طلا یا نقره و غیره و آلیاژهای آنها کاربردهای بی شماری در دستگاههای الکتریکی یافته اند. به دلیل [[مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی|هدایت الکتریکی]] بالایشان قادرند جریانهای الکتریکی را عبور دهند یا ولتاژ را تغذیه کنند. لایه های فلزی نازک در سیستم های الکتریکی معمولی استفاده میگردند، مثلاً به عنوان لایه های مس روی [[برد مدار چاپی]]، یا به عنوان اتصال به زمین بیرونی در [[کابل کواکسیال|کابل های کواکسیال]] و اشکال مختلف دیگر مانند سنسورها و غیره.<ref>{{Cite book|last=Korotcenkov|first=Ghenadii|date=2013-09-18|chapter=Thin metal films|title=Handbook of Gas Sensor Materials: Properties, Advantages and Shortcomings for Applications|series=Integrated Analytical Systems|chapterurl=|location=|publisher=Springer|pages=153–166|isbn=978-1461471646|authorlink=}}</ref> یک زمینه اصلی کاربرد آنها به استفاده در [[مدار مجتمع|مدارهای یکپارچه]] تبدیل شده است، جایی که شبکه الکتریکی بین دستگاههای فعال و منفعل مانند [[ترانزیستور]]ها و خازنها و غیره از لایه های نازک Al یا مس ساخته شده است. این لایه ها ضخامت هایی در محدوده چند صد نانومتر تا چند میکرومتر را شامل میشوند و آنها اغلب به منظور جلوگیری از یک واکنش شیمیایی با دی الکتریک اطراف مانند SiO <sub>2</sub> در میان چند لایه نازک نانومتری [[تیتانیوم نیترید|نیتریت تیتانیوم]] قرار داده میشوند. شکل بالا یک میکروگراف از یک ساختار عمودی فلزی TiN/Al/TiN که در یک تراشه میکروالکترونیک ساخته شده است، نشان میدهد.<ref name="SCT20102"/> |
||
=== سلول های فتوولتائیک لایه نازک === |
=== سلول های فتوولتائیک لایه نازک === |
||
فناوری لایه های نازک همچنین به عنوان ابزاری برای کاهش قابل توجه هزینه [[سلول خورشیدی|سلولهای خورشیدی]] توسعه داده |
فناوری لایه های نازک همچنین به عنوان ابزاری برای کاهش قابل توجه هزینه [[سلول خورشیدی|سلولهای خورشیدی]] توسعه داده میشوند. دلیل اصلی این امر این است که [[سلول خورشیدی فیلم نازک|سلولهای خورشیدی با لایه نازک]] به دلیل کاهش هزینه ی مواد، هزینه انرژی، هزینه های رسیدگی و هزینه های سرمایه ای، ارزانتر هستند. این امر به ویژه در استفاده از فرایندهای [[قطعات الکترونیکی چاپی|الکترونیکی چاپی]] ([[رول به رول]]) نمایان است. سایر فناوری های لایه نازک که هنوز در مرحله اولیه تحقیقات در حال انجام هستند و یا از نظر تجاری به صورت محدود در دسترس هستند، اغلب به عنوان سلول های فتوولتائیک نسل سوم یا در حال ظهور طبقه بندی میشوند و شامل سلولهای خورشیدی آلی، [[سلولهای خورشیدی رنگحساس|حساس به رنگ]] و پلیمر، همچنین سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی، [[سیزدتیاس|سولفید قلع روی مس]]، نانو کریستال و [[سلول خورشیدی پروسکایت|پروسکایت]] میشوند. |
||
=== باتری های لایه نازک === |
=== باتری های لایه نازک === |
||
از فناوری چاپ لایه نازک برای اعمال [[باتری لیتیم پلیمر|پلیمرهای لیتیوم]] حالت جامد بر بسترهای مختلف استفاده |
از فناوری چاپ لایه نازک برای اعمال [[باتری لیتیم پلیمر|پلیمرهای لیتیوم]] حالت جامد بر بسترهای مختلف استفاده میشود تا باتری های منحصر به فردی برای کاربردهای تخصصی ایجاد شوند. باتریهای لایه نازک میتوانند مستقیماً روی تراشه ها یا بسته های تراشه به هر شکل و اندازهای رسوب داده شوند. باتری های قابل انعطاف را میتوان با چاپ روی پلاستیک، فویل نازک فلزی یا کاغذ ساخت.<ref>{{Cite web|url=https://www.mpoweruk.com/cell_construction.htm#flexible|title=Cell Mechanical Construction - Thin Film Batteries|last=<!--Not stated-->|date=|website=mpoweruk.com|publisher=Woodbank Communications Ltd|accessdate=2019-10-03|quote=}}</ref> |
||
== منابع == |
== منابع == |
نسخهٔ ۱۰ آوریل ۲۰۲۱، ساعت ۱۹:۱۲
لایه نازک (به انگلیسی: Thin film) لایهای از مواد است که ضخامتی بین کسری از نانومتر (تک لایه) تا چند میکرومتر دارد. سنتز کنترل شده ی مواد به عنوان لایههای نازک (فرایندی که به آن رسوب گفته میشود) یک گام اساسی برای بسیاری از کاربردها است. یک مثال آشنا آینه خانگی است که به طور معمول دارای یک روکش فلزی نازک در پشت یک صفحه شیشهای برای ایجاد یک سطح بازتابنده است. فرایند نقره پوش سازی (آب نقره کاری) زمانی برای تولید آینهها استفاده میشد، در حالی که اخیراً لایه فلزی با استفاده از تکنیک هایی مانند کند و پاش (Sputtering) رسوب داده میشود. پیشرفت در تکنیک های رسوب لایه نازک در طول قرن بیستم، سبب طیف گستردهای از پیشرفت های فناوری در زمینه های مختلف شده است، مانند رسانه ذخیره مغناطیسی، دستگاه های نیمه هادی الکترونیکی، LED ها، روکش های نوری (مانند روکش های ضد بازتاب)، روکش های سخت روی ابزارهای برش، تولید انرژی (به عنوان مثال سلول های خورشیدی لایه نازک ) و ذخیره سازی انرژی ( باتری های لایه نازک). این مواد همچنین در زمینه داروسازی با روش "دارو رسانی به کمک لایه های نازک" کاربرد دارند. تودهای از لایه های نازک، چند لایه (multilayer) نامیده میشود.
علاوه بر اهمیت کاربردی، لایه های نازک نقش مهمی در توسعه و مطالعه مواد با ویژگی های جدید و منحصر به فرد ایفا میکنند. به عنوان مثال میتوان به مواد multiferroic و ابر لایه ها اشاره کرد که امکان بررسی پدیده های کوانتومی را فراهم میآورند.
فرایند رسوب گذاری (Deposition)
اعمال کردن یک لایه نازک بر روی یک سطح، رسوب گذاری لایه نازک نامیده میشود؛ در واقع این فرایند شامل هر تکنیکی برای رسوب گذاری یک لایه نازک از مواد روی یک بستر یا روی لایه های قبلی رسوب شده است. "نازک" یک اصطلاح نسبی است، اما اکثر تکنیک های رسوب ضخامت لایه را تا چند ده نانومتر کنترل میکنند. اپیتاکسی پرتوی مولکولی، روش لانگمویر-بلودت، رسوب لایه اتمی و رسوب لایه مولکولی اجازه میدهند که یک تک لایه از اتم ها یا مولکول ها در یک زمان رسوب داده شوند.
استفاده از لایه های نازک در تولید وسایل اپتیکی (به عنوان مثال روکش های بازتابنده - ضد بازتاب و یا شیشه های خود تمیز شونده)، الکترونیکی (لایه هایی از نارساناها، نیمه رسانا ها و رساناها که مدارات مجتمع را میسازند)، بسته بندی (به عنوان مثال، ورق های PET پوشش داده شده با آلومینیوم) و در هنر معاصر (به کار لری بل مراجعه کنید) مفید است. گاهی اوقات که ضخامت مهم نیست، فرایندهای مشابه مورد استفاده قرار میگیرند: برای مثال پالایش مس با آبکاری و رسوب سیلیکون و اورانیوم غنی شده توسط یک فرایند شبه CVD پس از پردازش فاز گاز.
بسته به اینکه فرایند در درجه اول شیمیایی باشد یا فیزیکی، تکنیک های رسوب گذاری در دو دسته گسترده قرار میگیرند.[۱]
رسوب شیمیایی
در اینجا، یک پیش ماده سیال بر روی یک سطح جامد دچار تغییر شیمیایی میشود و یک لایه جامد باقی میگذارد. یک نمونه روزمره، تشکیل دوده روی یک جسم خنک وقتی درون شعله قرار میگیرد، است. از آنجا که مایع جسم جامد را احاطه میکند، رسوب بدون وابستگی چندانی به جهت، بر روی هر سطحی اتفاق میافتد. لایه های نازک ساخته شده به روش های رسوب شیمیایی به جای جهت دار بودن، همدیس (conformal) هستند.
در ادامه، رسوب شیمیایی بیشتر به وسیله فاز پیش ماده طبقه بندی میشود:
آبکاری به پیش ماده های مایع متکی است که اغلب محلول آب به همراه نمکی از فلز مورد نظر برای رسوب گذاری است. برخی فرایندهای آبکاری کاملاً توسط مواد واکنشگر در محلول (معمولاً برای فلزات نجیب) هدایت میشوند، اما تاکنون مهمترین فرایند تجاری آبکاری الکتریکی است. این روش برای سالها چندان در پردازش نیمه هادی ها کاربردی نداشت، اما به دلیل استفاده گسترده تر از روش های صیقل دادن شیمیایی-مکانیکی، در حال حاضر دوباره استفاده میگردد.
رسوب محلول شیمیایی (CSD) یا رسوب به وسیله حمام شیمیایی (CBD) از پیش ماده مایعی استفاده میکند که معمولاً محلول پودرهای آلی-فلزی در یک حلال آلی است. این یک فرایند نسبتاً ارزان و ساده تولید لایه نازک است که فازهای کریستالی دقیقی از نظر استوکیومتری تولید میکند. این روش همچنین به عنوان روش sol-gel شناخته میشود زیرا 'sol' (یا محلول) به تدریج به سمت ایجاد سیستم دو فاز ژل-مانند تغییر مییابد.
روش لانگمویر-بلودت از مولکولهایی استفاده میکند که در بالای یک زیرفاز آبی شناور هستند. چگالی فشردگی مولکول ها کنترل میشود و پس از برداشت کنترل شده زیرفاز از روی بستر جامد، تک لایه فشرده شده به روی آن منتقل میشود. این امر امکان ایجاد لایه های نازک از مولکول های مختلف مانند نانوذرات، پلیمرها و لیپیدها را با چگالی فشردگی ذرات و ضخامت لایه کنترل شده فراهم میآورد.[۲]
روکش دورانی یا ریخته گری چرخشی، از یک پیش ماده مایع یا پیش ماده سل ژل استفاده میکند که روی یک بستر صاف و مسطح رسوب داده شده که در مرحله بعد این بستر با سرعت بالایی چرخانده میشود تا محلول را به روش سانتریفوژ روی بستر پخش کند. سرعتی که محلول با آن چرخانده میشود و ویسکوزیته سل، ضخامت نهایی لایه رسوبی را تعیین میکند. میتوان رسوبات مکرر را برای افزایش ضخامت لایه ها به مقدار دلخواه انجام داد. پردازش حرارتی اغلب به منظور تبلور لایه ی آمورف رسوب گذاری شده به روش پوشش دورانی، انجام میشود. چنین لایه های کریستالی میتوانند جهت گیری های مرجح خاصی را بعد از تبلور بر روی بسترهای تک بلوری نشان دهند.[۳]
روکش Dip مشابه روکش چرخشی است به این صورت که یک پیش ماده مایع یا پیش ماده سل ژل روی یک بستر رسوب داده میشود، اما در این حالت بستر کاملاً در محلول فرو میرود و سپس تحت شرایط کنترل شده خارج میشود. با کنترل سرعت برداشت (خارج کردن)، شرایط تبخیر (عمدتاً رطوبت و دما) و قابلیت تبخیر/ گرانروی حلال، ضخامت لایه، همگن بودن و مورفولوژی نانوسکوپی هم کنترل میشوند. دو رژیم تبخیر وجود دارد: ناحیه مویرگی با سرعت برداشت بسیار کم و منطقه زهکشی با سرعت تبخیر سریعتر.[۴]
رسوب بخار شیمیایی (CVD) به طور کلی از یک پیش ماده در فاز گازی، اغلب یک هالید یا هیدرید از عنصر مورد نظر، برای رسوب گذاری استفاده مینماید. در حالت MOCVD از گاز آلی-فلزی استفاده میشود. روش های تجاری اغلب از پیش ماده های گازی با فشارهای بسیار پایین استفاده میکنند.
CVD بهبود یافته با پلاسما (PECVD) از بخار یونیزه شده یا پلاسما به عنوان پیش ماده استفاده میکند. بر خلاف مثال دوده در بالا، PECVD تجاری برای تولید پلاسما به روش های الکترومغناطیسی (جریان الکتریکی، برانگیختگی مایکروویوی ) متکی است و نه یک واکنش شیمیایی.
رسوب لایه اتمی (ALD)، و روش خواهرش رسوب لایه مولکولی (MLD)، با استفاده از پیش ماده های گازی، لایه های نازک همدیس و تک لایه را در یک زمان رسوب گذاری میکند. این فرایند به دو واکنش تقسیم میشود که به ترتیب و برای هر لایه تکرار میشوند تا از اشباع کامل لایه پیش از شروع لایه بعدی اطمینان حاصل شود. بنابراین، یک واکنش دهنده ابتدا رسوب میشود و سپس ماده دوم واکنش دهنده رسوب میشود که در طی آن یک واکنش شیمیایی روی بستر اتفاق میافتد و ترکیب مورد نظر را تشکیل میدهد. به دلیل این فرایند مرحله به مرحله، این روند از CVD کندتر است اما برخلاف CVD میتواند در دماهای پایین اجرا شود.
رسوب فیزیکی
رسوب فیزیکی برای تولید یک لایه نازک جامد از روش های مکانیکی، الکترومکانیکی یا ترمودینامیکی استفاده میکند. یک نمونه روزمره شکل گیری یخبندان (شبنم یخ زده) است. از آنجا که بیشتر مواد مهندسی توسط انرژی های نسبتاً بالایی در کنار هم نگه داشته شده اند و از واکنش های شیمیایی برای ذخیره این انرژی ها استفاده نمیشود، سیستم های رسوب فیزیکی تجاری تمایل دارند که برای عملکرد صحیح به بخار کم فشار نیاز داشته باشند؛ بیشتر آنها را میتوان به عنوان رسوب بخار فیزیکی (PVD) طبقه بندی کرد.
ماده ی مورد نظر برای رسوب در یک محیط انرژی زا و انتروپیک قرار میگیرد تا ذرات ماده از سطح آن فرار کنند. در مقابل این منبع سطح خنک کنندهای قرار دارد که هنگام رسیدن این ذرات، انرژی آنها را جذب مینماید و به آنها اجازه میدهد یک لایه جامد تشکیل دهند. کل سیستم در یک محفظه رسوب خلأ نگه داشته میشود تا ذرات بتوانند تا حد امکان آزادانه حرکت کنند. از آنجا که ذرات تمایل به دنبال کردن یک مسیر مستقیم دارند، لایه هایی که به روش های فیزیکی رسوب گذاری میشوند معمولاً جهت دار هستند تا همدیس .
نمونه هایی از رسوب فیزیکی عبارتند از: تبخیر حرارتی که از بخاری با مقاومت الکتریکی برای ذوب مواد استفاده میکند و فشار بخار آن را تا حد مفیدی بالا میبرد. این کار در خلأ بالا انجام میشود، هم برای این که بخار بتواند بدون واکنش با یا پراکندگی از سایر اتم های فاز گازی در محفظه به بستر برسد و هم برای اینکه میزان ترکیب ناخالصی های حاصل از گاز باقیمانده در محفظه خلأ را کاهش دهند. بدیهی است فقط موادی با فشار بخار بسیار بالاتر از المنت گرمایی بخاری میتوانند بدون آلوده کردن لایه رسوب داده شوند. اپیتکسی پرتو مولکولی نوع خاص و پیچیدهای از تبخیر حرارتی است.
در روش تبخیر پرتوی الکترونی پرتویی پرانرژی از یک تفنگ الکترونی شلیک میگردد تا یک نقطه کوچک ماده را به نقطه جوش برساند؛ از آنجایی که گرمایش یکنواخت نیست میتوان مواد با فشار بخار پایین تر را رسوب داد. باریکه معمولاً با زاویه 270 درجه خم میشود تا اطمینان حاصل شود که فیلامان تفنگ مستقیماً در معرض شار تبخیر قرار ندارد. آهنگ رسوب معمولی برای تبخیر پرتوی الکترونی از 1 تا 10 نانومتر بر ثانیه است.
در اپیتاکسی پرتوی مولکولی (MBE) جریانهای کند یک عنصر میتوانند به سمت بستر (زیرلایه) هدایت شوند به طوری که یک لایه اتمی از مواد در یک زمان رسوب کنند. ترکیباتی مانند گالیم آرسنید معمولاً با اعمال مکرر یک لایه از یک عنصر (یعنی گالیم)، سپس یک لایه از عنصر دیگر (یعنی آرسنیک) رسوب داده میشوند به طوری که فرایند شیمیایی و در عین حال فیزیکی باشد؛ این فرایند همچنین به عنوان رسوب لایه اتمی شناخته میشود. اگر پیش ماده های مورد استفاده آلی باشند، به این روش رسوب لایه مولکولی گفته میشود. پرتوی ماده مورد نظر میتواند به روش فیزیکی (یعنی توسط کوره) یا با یک واکنش شیمیایی ( epitaxy پرتو شیمیایی) تولید شود.
کند و پاش به پلاسمایی (معمولاً از جنس یک گاز نجیب مانند آرگون) متکی است تا با ضربه زدن، ماده را به صورت چند اتم در هر بار از سطح هدف جدا کند (بکند). هدف را میتوان در دمای نسبتاً کم نگه داشت زیرا این روش یکی از انواع روش های تبخیر نیست که همین سبب میشود یکی از انعطاف پذیرترین تکنیک های رسوب به حساب آید. این روش به ویژه برای ترکیبات یا مخلوط ها مفید است که در آنها اجزای مختلف تمایل به تبخیر با آهنگ های متفاوت دارند. توجه داشته باشید که پوشش مرحله کند و پاش کمابیش همدیس است. کند و پاش همچنین در مواد و ابزار نوری کاربرد گستردهای دارد. ساخت کلیه فرمت های CD ،DVD و BD با کمک این تکنیک انجام میشود. این یک تکنیک سریع است و همچنین کنترل ضخامت خوبی را فراهم مینماید. در حال حاضر گازهای نیتروژن و اکسیژن نیز در کند و پاش استفاده میشوند.
سیستم های رسوب لیزر پالسی توسط یک فرایند فرسایش کار میکنند. پالسهای لیزر متمرکز سطح هدف را تبخیر کرده و آن را به پلاسما تبدیل مینمایند؛ این پلاسما معمولاً قبل از رسیدن به بستر دوباره به گاز تبدیل میگردد.[۵]
رسوب قوس کاتدیک (arc-PVD) که نوعی رسوب پرتو یونی است که در آن یک قوس الکتریکی ایجاد میشود که به معنای واقعی کلمه یون ها را با انفجار از کاتد جدا مینماید. این جرقه دارای چگالی توان فوق العاده بالایی است که منجر به سطح بالایی از یونش (30-100٪) به علاوه ی یون های شارژ شده، ذرات خنثی، خوشه ها و ذرات بزرگ (قطرات) میگردد. اگر یک گاز واکنش پذیر در طی فرایند تبخیر وارد شود، در طول برهمکنش با شار یونی، تفکیک، یونیزاسیون و برانگیختگی میتوانند رخ دهند و یک لایه ترکیبی رسوب داده شود.
رسوب الکترو هیدروودینامیکی (رسوب با الکترواسپری) یک فرایند نسبتاً جدید رسوب لایه نازک است. مایع موردنظر برای رسوب گذاری به صورت محلول نانوذره یا یک محلول ساده به یک نازل مویین کوچک (معمولاً فلزی) که به ولتاژ بالا متصل است، تزریق میشود. بستری که لایه باید روی آن رسوب داده شود به زمین اتصال دارد. به دلیل تأثیر میدان الکتریکی، زمانی که مایع از نازل بیرون میآید شکل مخروطی (مخروط تیلور) به خود میگیرد و در رأس مخروط جت نازکی ظهور میکند که به سبب محدودیت بار ریلی به قطرات بسیار ریز و کوچک با بار مثبت تجزیه میگردد. قطرات کوچکتر و کوچکتر میشوند و در نهایت به عنوان یک لایه نازک یکنواخت روی بستر قرار میگیرند.
حالت های رشد
رشد Frank-van der Merwe [۷][۸][۹] ("لایه به لایه"). در این حالت رشد، برهم کنش های سطح-جاذب و جاذب-جاذب به تعادل میرسند. این نوع رشد نیاز به تطابق شبکهای دارد و از این رو مکانیسم رشد "ایدئال" در نظر گرفته میشود.
رشد Stranski-Krastanov [۱۰] ("جزایر متصل" یا "لایه به علاوه جزیره"). در این حالت رشد، فعل و انفعالات سطح-جاذب قوی تر از فعل و انفعالات جاذب-جاذب است.
Volmer-Weber [۱۱] ("جزایر مجزا"). در این حالت رشد، برهم کنش های جاذب-جاذب قوی تر از برهم کنش های سطح-جاذب هستند، از این رو "جزایر" بلافاصله شکل میگیرند.
اپیتاکسی
زیر مجموعهای از فرایندها و کاربردهای رسوب لایه های نازک متمرکز است بر روی رشد به اصطلاح epitaxial مواد و رسوب لایه های نازک کریستالی که به دنبال ساختار بلوری بستر رشد میکنند. اصطلاح اپیتاکسی از ریشه های یونانی (epi (ἐπί به معنی "بالا/روی"، و تاکسیس (τάξις) به معنی "روشی منظم" میآید. این اصطلاح را میتوان به "تنظیم بر روی (arranging upon)" ترجمه کرد.
اصطلاح هومواپیتاکسی به حالت خاصی گفته میشود که در آن لایهای از همان ماده روی یک بستر بلوری رشد مییابد. به عنوان مثال از این فناوری برای رشد لایهای خالص تر از بستر استفاده میشود که چگالی نقصان کمتری به نسبت بستر دارد و همچنین برای تولید لایه هایی با سطح دوپینگ متفاوت. Heteroepitxic به حالتی اشاره میکند که در آن لایه رسوب داده شده متفاوت از بستر است.
تکنیک های مورد استفاده برای رشد epitaxial لایه های نازک شامل اپیتاکسی پرتوی مولکولی، رسوب بخار شیمیایی و رسوب لیزر پالسی است .[۱۴]
کاربردها
روکش های تزئینی
استفاده از لایه های نازک برای روکش های تزئینی احتمالاً نماینده قدیمی ترین کاربرد آنها است. این کاربردها شامل برگهای نازک طلایی با ضخامت حدود 100 nm میشوند که بیش از 5000 سال پیش در هند باستان مورد استفاده قرار میگرفتند. همچنین ممکن است به عنوان هر شکلی از نقاشی شناخته شود، اگرچه این نوع اثر عموماً به عنوان یک هنر دستی در نظر گرفته میشود تا مهندسی یا یک رشته علمی. امروزه لایه های نازک با ضخامت متغیر و ضریب شکست بالا مانند دی اکسید تیتانیوم اغلب برای روکش های تزئینی بر روی شیشه استفاده میشود که به عنوان مثال باعث ایجاد ظاهری به رنگ رنگین کمانی مانند لکه روغن روی آب میگردد. علاوه بر این، سطوح غیرشفافی که با طلا رنگ شده اند ممکن است با کند و پاش طلا یا نیترید تیتانیوم تهیه شوند.
روکش های نوری (اپتیکی)
این لایه ها در هر دو سیستم بازتابی و شکستی به کار میروند. آینه های بزرگ (بازتابی) در قرن نوزدهم در دسترس قرار گرفتند و با کند و پاش نقره فلزی یا آلومینیوم روی شیشه تولید میشدند. عدسی های شکستی برای ابزارهای نوری مانند دوربین ها و میکروسکوپ ها به طور معمول دارای ابیراهی هستند، یعنی رفتار شکستی غیر ایدئال دارند. در حالی که قبلاً مجموعه هایی با تعداد بالایی از عدسی ها باید در امتداد مسیر نوری قرار میگرفتند، امروزه ممکن است با روکش کردن (لایه نشانی) عدسی های نوری با چند لایه شفاف دی اکسید تیتانیوم، نیترید سیلیکون یا اکسید سیلیکون و غیره، این ابیراهی ها را اصلاح نمود. یک نمونه ی خوب شناخته شده برای پیشرفت در سیستم های نوری توسط فناوری لایه های نازک، در لنزهای با پهنای چند میلی متر در دوربین تلفن های هوشمند نمایان است. نمونه های دیگر روکش های ضد بازتاب روی عینک یا صفحات خورشیدی هستند.
روکش های محافظ
لایه های نازک اغلب برای محافظت از قطعه مورد نظر زیرین در برابر تأثیرات خارجی رسوب داده میشوند. این محافظت ممکن است با به حداقل رساندن تماس با محیط بیرونی انجام گردد تا انتشار (دیفیوژن) از محیط به قطعه کار یا برعکس گاهش یابد. به عنوان مثال، بطری های پلاستیکی لیموناد غالباً توسط لایه های ضد انتشار روکش میشوند تا از پخش و تجزیه CO 2 جلوگیری کنند که تحت فشار زیاد وارد نوشیدنی میشود. نمونه دیگر توسط لایه های نازک TiN در تراشه های میکروالکترونیکی است که خطوط آلومینیومی رسانا را به صورت الکتریکی از عایق تعبیه شده SiO 2 جدا میکنند تا مانع تشکیل Al 2 O 3 گردد. اغلب، لایه های نازک به عنوان محافظ در برابر سایش بین قطعات مکانیکی متحرک عمل میکنند. به عنوان نمونه هایی از این کاربرد میتوان به استفاده از لایه های کربن الماس-مانند (DLC) در موتور اتومبیل ها یا لایه های نازک ساخته شده از نانوکامپوزیت ها اشاره کرد.
روکش های الکتریکی
لایه های نازک از عناصر فلزی مانند مس، آلومینیوم، طلا یا نقره و غیره و آلیاژهای آنها کاربردهای بی شماری در دستگاههای الکتریکی یافته اند. به دلیل هدایت الکتریکی بالایشان قادرند جریانهای الکتریکی را عبور دهند یا ولتاژ را تغذیه کنند. لایه های فلزی نازک در سیستم های الکتریکی معمولی استفاده میگردند، مثلاً به عنوان لایه های مس روی برد مدار چاپی، یا به عنوان اتصال به زمین بیرونی در کابل های کواکسیال و اشکال مختلف دیگر مانند سنسورها و غیره.[۱۶] یک زمینه اصلی کاربرد آنها به استفاده در مدارهای یکپارچه تبدیل شده است، جایی که شبکه الکتریکی بین دستگاههای فعال و منفعل مانند ترانزیستورها و خازنها و غیره از لایه های نازک Al یا مس ساخته شده است. این لایه ها ضخامت هایی در محدوده چند صد نانومتر تا چند میکرومتر را شامل میشوند و آنها اغلب به منظور جلوگیری از یک واکنش شیمیایی با دی الکتریک اطراف مانند SiO 2 در میان چند لایه نازک نانومتری نیتریت تیتانیوم قرار داده میشوند. شکل بالا یک میکروگراف از یک ساختار عمودی فلزی TiN/Al/TiN که در یک تراشه میکروالکترونیک ساخته شده است، نشان میدهد.[۱۵]
سلول های فتوولتائیک لایه نازک
فناوری لایه های نازک همچنین به عنوان ابزاری برای کاهش قابل توجه هزینه سلولهای خورشیدی توسعه داده میشوند. دلیل اصلی این امر این است که سلولهای خورشیدی با لایه نازک به دلیل کاهش هزینه ی مواد، هزینه انرژی، هزینه های رسیدگی و هزینه های سرمایه ای، ارزانتر هستند. این امر به ویژه در استفاده از فرایندهای الکترونیکی چاپی (رول به رول) نمایان است. سایر فناوری های لایه نازک که هنوز در مرحله اولیه تحقیقات در حال انجام هستند و یا از نظر تجاری به صورت محدود در دسترس هستند، اغلب به عنوان سلول های فتوولتائیک نسل سوم یا در حال ظهور طبقه بندی میشوند و شامل سلولهای خورشیدی آلی، حساس به رنگ و پلیمر، همچنین سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی، سولفید قلع روی مس، نانو کریستال و پروسکایت میشوند.
باتری های لایه نازک
از فناوری چاپ لایه نازک برای اعمال پلیمرهای لیتیوم حالت جامد بر بسترهای مختلف استفاده میشود تا باتری های منحصر به فردی برای کاربردهای تخصصی ایجاد شوند. باتریهای لایه نازک میتوانند مستقیماً روی تراشه ها یا بسته های تراشه به هر شکل و اندازهای رسوب داده شوند. باتری های قابل انعطاف را میتوان با چاپ روی پلاستیک، فویل نازک فلزی یا کاغذ ساخت.[۱۷]
منابع
مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Thin film». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی، بازبینیشده در ۲۴ مارس ۲۰۲۰.<references group="" responsive="0">
- ↑ Knoll, Wolfgang Knoll; Advincula, Rigoberto C., eds. (2011-06-07). Functional Polymer Films, 2 Volume Set 1st Edition. Wiley-VCH. ISBN 978-3527321902.
- ↑ Ariga, Katsuhiko; Yamauchi, Yusuke; Mori, Taizo; Hill, Jonathan P. (2013). "25th Anniversary Article: What Can Be Done with the Langmuir-Blodgett Method? Recent Developments and its Critical Role in Materials Science".
{{cite journal}}
: Cite journal requires|journal=
(help)|journal=Advanced Materials|location=Deerfield Beach FL USA|publisher=VCH Publishers|publication-date=2013-10-08|volume=25|issue=45|pages=6477–6512|doi=10.1002/adma.201302283|issn=1521-4095|pmid=24302266}} - ↑ Hanaor, D.A.H.; Triani, G.; Sorrell, C.C. (2011-03-15). "Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films". Surface and Coatings Technology. 205 (12): 3658–3664. arXiv:1303.2741. doi:10.1016/j.surfcoat.2011.01.007.
- ↑ Faustini, Marco; Drisko, Glenna L; Boissiere, Cedric; Grosso, David (2014-03-01). "Liquid deposition approaches to self-assembled periodic nanomasks". Scripta Materialia. 74: 13–18. doi:10.1016/j.scriptamat.2013.07.029.
- ↑ Rashidian Vaziri, M. R.; Hajiesmaeilbaigi, F.; Maleki, M. H. (2011-08-24). "Monte Carlo simulation of the subsurface growth mode during pulsed laser deposition". Journal of Applied Physics. 110 (4): 043304. Bibcode:2011JAP...110d3304R. doi:10.1063/1.3624768.
- ↑ W, David (2007-11), Deutsch: Frank-van-der-Merwe-Modus, retrieved 2020-03-23
{{citation}}
: Check date values in:|date=
(help) - ↑ Frank, Frederick Charles; van der Merwe, J. H. (1949-08-15). "One-dimensional dislocations. I. Static theory". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 198 (1053): 205–216. Bibcode:1949RSPSA.198..205F. doi:10.1098/rspa.1949.0095. JSTOR 98165.
- ↑ Frank, Frederick Charles; van der Merwe, J. H. (1949-08-15). "One-Dimensional Dislocations. II. Misfitting Monolayers and Oriented Overgrowth". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 198 (1053): 216–225. Bibcode:1949RSPSA.198..216F. doi:10.1098/rspa.1949.0096. JSTOR 98166.
- ↑ Frank, Frederick Charles; van der Merwe, J. H. (1949-08-15). "One-Dimensional Dislocations. III. Influence of the Second Harmonic Term in the Potential Representation, on the Properties of the Model". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 198 (1053): 125–134. Bibcode:1949RSPSA.200..125F. doi:10.1098/rspa.1949.0163. JSTOR 98394.
- ↑ Stranski, I. N.; Krastanov, L. (1938-02-10). "Zur Theorie der orientierten Ausscheidung von Ionenkristallen aufeinander". Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften. 146 (1): 351–364. doi:10.1007/BF01798103. ISSN 0343-7329.
- ↑ Volmer, M.; Weber, A. (1926-01-01). "Keimbildung in übersättigten Gebilden". Zeitschrift für Physikalische Chemie. 119U (1): 277–301. doi:10.1515/zpch-1926-11927. ISSN 0942-9352.
- ↑ "File:Stranski-Krastanow-Modus.svg". Wikipedia (به انگلیسی).
- ↑ "File:Volmer-Weber-Modus.svg". Wikipedia (به انگلیسی).
- ↑ Rashidian Vaziri, M. R.; Hajiesmaeilbaigi, F.; Maleki, M. H. (2010-10-07). "Microscopic description of the thermalization process during pulsed laser deposition of aluminium in the presence of argon background gas". Journal of Physics D: Applied Physics. 43 (42): 425205. Bibcode:2010JPhD...43P5205R. doi:10.1088/0022-3727/43/42/425205. ISSN 1361-6463.
- ↑ ۱۵٫۰ ۱۵٫۱ Birkholz, M.; Ehwald, K.-E.; Wolansky, D.; Costina, I.; Baristiran-Kaynak, C.; Fröhlich, M.; Beyer, H.; Kapp, A.; Lisdat, F. (2010-03-15). "Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications". Surface and Coatings Technology. 204 (12–13): 2055–2059. doi:10.1016/j.surfcoat.2009.09.075. ISSN 0257-8972.
- ↑ Korotcenkov, Ghenadii (2013-09-18). "Thin metal films". Handbook of Gas Sensor Materials: Properties, Advantages and Shortcomings for Applications. Integrated Analytical Systems. Springer. pp. 153–166. ISBN 978-1461471646.
- ↑ "Cell Mechanical Construction - Thin Film Batteries". mpoweruk.com. Woodbank Communications Ltd. Retrieved 2019-10-03.
مطالعه بیشتر
- Birkholz, Mario; Fewster, Paul F.; Genzel, Christoph (2005-12-23). Thin Film Analysis by X-Ray Scattering. Wiley-VCH. ISBN 978-3527310524.
- Ohring, Milton (2001-10-26). Materials Science of Thin Films, Second Edition. Academic Press. ISBN 978-1493301720.
- Seshan, Krishna (2017-07-11). Handbook of Thin Film Deposition 3rd Edition. William Andrew Publishing. ISBN 978-1437778731.
تاریخی
- Mattox, Donald M (2004-01-14). The Foundations of Vacuum Coating Technology. William Andrew Publishing. ISBN 978-0815514954.