تُظهر الأغشية الرقيقة خواص بصرية وكهربائية وميكانيكية متميزة مقارنة بنظيراتها السائبة بسبب انخفاض سمكها وخصائصها الهيكلية الفريدة.
الخواص البصرية:
تستخدم الأغشية الرقيقة في تطبيقات مختلفة مثل المرايا والطلاءات المضادة للانعكاس والعدسات البصرية. وتتأثر خواصها البصرية، مثل الانعكاسية والنفاذية، بسماكة الفيلم وتكوين المادة. على سبيل المثال، يعمل الطلاء المعدني الرقيق على الزجاج على تحسين انعكاسية المرآة. ويمكن أن يؤدي تداخل الموجات الضوئية داخل الغشاء الرقيق أيضًا إلى تأثيرات بصرية محددة، مثل تغيرات اللون أو الانعكاسية المعززة، اعتمادًا على سمك الغشاء ومعامل الانكسار.الخواص الكهربائية:
تتأثر الخواص الكهربائية للأغشية الرقيقة، ولا سيما توصيلها، بشكل كبير بتأثير الحجم. وعادةً ما يكون للأغشية الرقيقة متوسط مسار حر أقصر لحاملات الشحنة مقارنةً بالمواد السائبة. ويرجع ذلك إلى زيادة وجود نقاط التشتت مثل العيوب الهيكلية والحدود الحبيبية التي تعيق حركة حاملات الشحنات وبالتالي تقلل من التوصيلية الكهربائية. ويؤدي اختيار المادة (معدن أو شبه موصل أو عازل) والركيزة أيضًا دورًا حاسمًا في تحديد الخصائص الكهربائية للفيلم الرقيق.
الخواص الميكانيكية:
تعمل الأغشية الرقيقة غالباً كطبقات واقية أو مقاومة للتآكل على الأدوات والأسطح الأخرى. ويمكن تكييف خواصها الميكانيكية، مثل الصلابة والمتانة، من خلال اختيار المواد وتقنيات الترسيب المناسبة. كما يمكن أن تؤثر بنية الطبقة الرقيقة، التي تتأثر بعملية الترسيب، على مرونتها الميكانيكية. على سبيل المثال، يمكن للغشاء الرقيق الملتصق جيدًا أن يعزز بشكل كبير من مقاومة التآكل للركيزة الأساسية.تأثيرات الحجم والمقياس:
خصائص الأغشية الرقيقة ليست مجرد نسخة مصغرة من خصائص المواد السائبة. ويلعب مقياس الطول الداخلي للمادة دورًا حاسمًا في تحديد ما إذا كان الفيلم يتصرف كغشاء رقيق أو أشبه بالمادة السائبة. على سبيل المثال، بينما تُظهر أكاسيد المعادن بسماكة 100 نانومتر خصائص الأغشية الرقيقة، فإن الألومنيوم بنفس السماكة يتصرف مثل المواد السائبة بسبب اختلاف بنيته الداخلية وخصائصه.
