Ein dünner Film ist eine Materialschicht, die deutlich dünner ist als ihre Länge und Breite und deren Dicke von Bruchteilen eines Nanometers bis zu mehreren Mikrometern reicht. Diese Filme weisen aufgrund ihrer geringen Dicke einzigartige Eigenschaften und Verhaltensweisen auf, die sie für verschiedene wissenschaftliche und technische Anwendungen nützlich machen.
Definition und Dicke:
Ein dünner Film ist definiert als eine Materialschicht, deren Dicke viel geringer ist als ihre Länge und Breite. Die Dicke kann von einigen Nanometern (Monoschicht) bis zu mehreren Mikrometern reichen. Diese geringe Dicke ist entscheidend, da sie zu Eigenschaften führt, die sich von denen des Grundmaterials unterscheiden.Abscheideverfahren:
Dünne Schichten entstehen in der Regel durch ein Verfahren, das als Abscheidung bezeichnet wird. Dabei wird das Material in eine energetische Umgebung gebracht, so dass Partikel aus der Oberfläche entweichen. Diese Teilchen werden dann von einer kühleren Oberfläche angezogen, wo sie eine feste Schicht bilden. Dieser Prozess findet häufig in einer Vakuumbeschichtungskammer statt, um die Bewegung der Teilchen zu erleichtern. Die gerichtete Bewegung der Teilchen führt zu Schichten, die eher gerichtet als konform sind.
Anwendungen und Beispiele:
Dünne Schichten finden in der Technik zahlreiche Anwendungen, darunter mikroelektronische Geräte, magnetische Speichermedien und Oberflächenbeschichtungen. Bei Haushaltsspiegeln beispielsweise wird eine dünne Metallbeschichtung auf Glas verwendet, um eine reflektierende Oberfläche zu schaffen. Bei optischen Beschichtungen, wie z. B. Antireflexionsbeschichtungen, wird die Leistung durch die Verwendung mehrerer Schichten mit unterschiedlichen Dicken und Brechungsindizes verbessert. Außerdem können dünne Schichten Übergitter bilden, Strukturen, die den Quanteneinschluss nutzen, um elektronische Phänomene auf zwei Dimensionen zu beschränken.Merkmale und Eigenschaften:
Die Eigenschaften dünner Schichten unterscheiden sich erheblich von denen des Massensubstrats, insbesondere dann, wenn die Eigenschaften der Schicht ein Ausdruck der internen Längenskala sind. Dieser Unterschied macht sich besonders bemerkbar, wenn die Dicke der Schicht in der gleichen oder einer geringeren Größenordnung messbar ist als die dem gemessenen System innewohnende Längenskala.
