Significado | Concepto | Definición:

La deposición de la capa atómica es un proceso químico utilizado en la fabricación de microprocesadores, películas ópticas y otras películas delgadas sintéticas y orgánicas para sensores, dispositivos médicos y electrónica avanzada donde una capa de material de solo unos pocos átomos de espesor se deposita con precisión sobre un sustrato. . Existen varios enfoques y métodos para depositar capas atómicas, y se ha convertido en una característica esencial de la investigación en nanotecnología y la ciencia de los materiales en aplicaciones de ingeniería eléctrica , energía y medicina. El proceso a menudo implica epitaxia de capa atómica o epitaxia de capa molecular, donde una capa muy delgada de sustancia cristalina en forma de metal o silicio semiconductor El compuesto está adherido a la superficie de una capa más gruesa de material similar.

Trabajador

La deposición de película fina es un área de investigación y producción de productos que requiere la experiencia de varias disciplinas científicas debido a la fina capa de control que debe ejercerse para producir dispositivos y materiales útiles. A menudo implica investigación y desarrollo en física , química y varios tipos de ingeniería, desde ingeniería mecánica hasta ingeniería química.. La investigación en química determina cómo se llevan a cabo los procesos químicos a nivel atómico y molecular y cuáles son los factores autolimitantes para el crecimiento de cristales y óxidos metálicos, de modo que la deposición de capas atómicas pueda producir capas con características uniformes de manera consistente. Las cámaras de reacción química para la deposición de la capa atómica pueden producir velocidades de deposición de 1,1 angstroms, o 0,11 nanómetros de material por ciclo de reacción, controlando la cantidad de varios reactivos químicos y la temperatura de la cámara. Los productos químicos comunes utilizados en dichos procesos incluyen dióxido de silicio, SiO 2 ; óxido de magnesio, MgO; y nitruro de tantalio, TaN.

Se utiliza una forma similar de técnica de deposición de película fina para hacer crecer películas orgánicas, que generalmente comienza con fragmentos de moléculas orgánicas, como varios tipos de polímeros. Los materiales híbridos también se pueden producir utilizando productos químicos orgánicos e inorgánicos para su uso en productos como stents que pueden colocarse en los vasos sanguíneos humanos y recubrirse con medicamentos de liberación prolongada para combatir las enfermedades cardíacas. Investigadores de Alberta del Instituto Nacional de Nanotecnología de Canadá han creado una capa de película delgada similar con un acero inoxidable tradicional.stent para sostener arterias colapsadas abiertas a partir de 2011. El stent de acero inoxidable está recubierto con una capa delgada de sílice de vidrio que se utiliza como sustrato para unir el material de carbohidratos de azúcar que tiene aproximadamente 60 capas atómicas de espesor. El carbohidrato luego interactúa con el sistema inmunológico de una manera positiva para evitar que el cuerpo desarrolle una respuesta de rechazo a la presencia del stent de acero en la arteria.

Hay cientos de compuestos químicos utilizados en la deposición de la capa atómica y sirven para numerosos propósitos. Uno de los más investigados a partir de 2011 es el desarrollo de materiales dieléctricos de alto k en la industria de circuitos integrados. A medida que los transistores se hacen cada vez más pequeños, por debajo del tamaño de 10 nanómetros, un proceso conocido como túnel cuántico donde las cargas eléctricas se filtran a través de barreras aislantes hace que el uso tradicional de dióxido de silicio para transistores sea poco práctico. Las películas de material dieléctrico de alto k que se están probando en la deposición de capa atómica como reemplazos incluyen dióxido de circonio, ZnO 2 ; dióxido de hafnio, HfO 2 ; y óxido de aluminio , Al 2 O 3, ya que estos materiales demuestran una resistencia mucho mejor a los túneles.