يتم تشكيل الأغشية الرقيقة من خلال تقنيات ترسيب مختلفة، والتي تنطوي على التطبيق الدقيق لطبقة من المواد على الركيزة. وتشمل هذه التقنيات التبخير، والرش، والترسيب بالبخار الكيميائي، والترسيب بالبخار الكيميائي (CVD)، والطلاء الدوراني. تسمح كل طريقة بالتحكم في سُمك وتكوين الفيلم، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة مثل أشباه الموصلات والمرايا وشاشات العرض الإلكترونية.
تقنيات الترسيب:
-
التبخير والرش: تتضمن طرق الترسيب بالبخار الفيزيائي (PVD) هذه إزالة المواد من هدف صلب وترسيبها على ركيزة. في التبخير، يتم تسخين المادة حتى تتحول إلى بخار، ثم تتكثف على الركيزة المبردة. ينطوي الاخرق على قصف المادة المستهدفة بجسيمات عالية الطاقة، مما يؤدي إلى قذف الذرات وترسيبها على الركيزة.
-
الترسيب الكيميائي للبخار (CVD): تستخدم هذه الطريقة تفاعلات كيميائية بين السلائف الغازية لترسيب طبقة صلبة على الركيزة. تحدث العملية في درجات حرارة عالية في غرفة تفاعل، مما يسمح بالتحكم الدقيق في خصائص الفيلم. وتُستخدم تقنية CVD على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات نظراً لدقتها العالية.
-
الطلاء بالدوران: تستخدم هذه التقنية بشكل شائع لترسيب أغشية رقيقة موحدة من البوليمرات. يتم تدوير الركيزة بسرعة أثناء تطبيق محلول كيميائي، مما يؤدي إلى انتشار المادة بالتساوي على السطح بسبب قوى الطرد المركزي.
عملية تشكيل الأغشية الرقيقة:
- ينطوي تشكيل الغشاء الرقيق على ثلاث مراحل رئيسية:إنشاء أنواع الترسيب:
- ويشمل ذلك تحضير الركيزة والمادة المستهدفة.النقل:
- يتم نقل المادة من الهدف إلى الركيزة باستخدام تقنية الترسيب المختارة.النمو:
تتكثف المادة المستهدفة وتنمو على الركيزة لتشكيل الطبقة الرقيقة. تتأثر العملية بعوامل مثل طاقة التنشيط وطاقة الربط ومعامل الالتصاق.
- التطبيقات والأمثلة:المرايا:
- صُنعت المرايا التقليدية باستخدام عملية الفضة، ولكن المرايا الحديثة غالباً ما تستخدم الاخرق لترسيب طبقة معدنية رقيقة على الزجاج.أشباه الموصلات:
- تعتبر الأغشية الرقيقة ضرورية في تصنيع أشباه الموصلات، حيث يتم طلاء رقائق السيليكون النقي بطبقات دقيقة لإضفاء خصائص كهربائية.الشاشات الإلكترونية:
تُستخدم أغشية البوليمر الرقيقة في الخلايا الشمسية المرنة والصمامات الثنائية العضوية الباعثة للضوء (OLEDs)، والتي تُعد جزءًا لا يتجزأ من شاشات العرض الحديثة.
تضمن هذه الأساليب والعمليات إمكانية تصميم الأغشية الرقيقة لتلبية احتياجات محددة، سواء لتحسين انعكاسية المرآة أو تحسين توصيل أشباه الموصلات أو إنشاء شاشات عرض إلكترونية مرنة وفعالة.
