Dunne film

Een dunne laag een bekleding waarvan de dikte kan variëren van enkele atomaire lagen tot ongeveer tien micrometer. Deze coatings veranderen de eigenschappen van het substraat waarop zij worden aangebracht. Ze worden vooral gebruikt:

  • bij de vervaardiging van elektronische componenten, fotovoltaïsche cellen vanwege hun isolerende of geleidende eigenschappen;
  • voor de bescherming van objecten aan de mechanische eigenschappen te verbeteren, slijtvastheid, corrosie of thermische barrière. Dit is bijvoorbeeld verchromen.
  • de optische eigenschappen van de objecten te veranderen. In het bijzonder, onder meer decoratieve coatings of het veranderen van de reflectiviteit van oppervlakken.

De dunne lagen van nano-objecten in een richting in de ruimte, kan de fysische en chemische eigenschappen van dunne lagen van die van macroscopische objecten in al hun dimensies. Bijvoorbeeld, wanneer een isolerend materiaal met macroscopische afmetingen kunnen elektrisch geleidend als een dunne laag worden door het tunneleffect.

Het produceren van een dunne laag

  • Galvanische deklagen:

Historisch gezien is de eerste dunne film werd uitgevoerd door natte chemische reactie die leidt tot precipitatie van de precursor oplossing op een substraat. Hierbij moet in dit geval de vorming van de zilveren spiegel van de Ag ionen reductie door suikers.

  • Het indienen door de sol-gel proces.
  • Door spin-coating:

Dunne lagen worden gevormd door verdamping van een oplosmiddel op het substraat roteert met hoge snelheid.

  • Vacuümafzetting:
    • PVD coatings:

De lagen worden gevormd door het materiaal van condensatie eerder verdampt. Verdamping van het bronmateriaal kan thermisch geïnduceerd door een bombardement van electronen. Met deze methode kan worden neergeslagen metalen, legeringen of keramiek.

    • CVD coatings:

De lagen worden gevormd door de condensatie van gassen reactie of ontleding van het substraatoppervlak.

Karakterisering van dunne laag

Dikte

De dikte van een dunne film is een essentiële parameter bepalen van de eigenschappen. Bij dunne lagen zichtbaar licht kan worden gebruikt interferometrische werkwijzen.

Wanneer het geschikt is, kunnen we röntgenstraling:

  • door röntgendiffractometrie:
    • methode genaamd "reflectometrie", vergelijkbaar met de interferentie van lichtgolven; men ziet oscillatiesignaal wanneer de sensor beweegt;
    • scherende inval werkwijze: de detector wordt gescand rondom een ​​karakteristieke piek van het substraat, voor een gegeven incidentie van röntgenstralen; het de incidentie en wanneer men ziet de piek, wordt de Beer-Lambert wet gebruikt om de dikte van de laag;
  • door röntgenfluorescentie: ofwel het meten van de absorptie van een lijn uitgezonden door het substraat of de intensiteit van een spectrale lijn die door de dunne laag; Deze methode kan ook de chemische samenstelling van de laag te identificeren.

Textuur

Voor informatie over de structuur van de dunne oppervlaktelaag, de aanwezigheid van agglomeraten, is het mogelijk om

  • scanning elektronenmicroscopie
  • de scanning tunneling microscopy.

In het fotovoltaïsche gebied

De laag kan variëren van enkele atomen dik tot ongeveer tien micrometer.
Het wijzigt de eigenschappen van het substraat waarop het is afgezet. Dunne films bieden lagere opbrengsten dan cellen op basis van kristallijn silicium, ze zijn moeilijker te produceren, maar de fabricagekosten sterk verminderen. In 2010 werden dunne films domineren de markt:

  • silicium;
  • cadmium telluride;
  • de koper indium di-selenide.

In Frankrijk is het de INES, SolSia, Concept Alliance en enkele andere bedrijven lijken de acties van onderzoek en ontwikkeling in deze gebieden.