Dünne Schichten sind ein Eckpfeiler der Nanotechnologie mit Anwendungen in den Bereichen Elektronik, Energieerzeugung und biomedizinische Geräte.
Elektronik: Integrierte Schaltkreis-Chips und MEMS
Dünne Schichten sind bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen unerlässlich.
Sie dienen als Leiter, Isolatoren oder Halbleiter.
Diese Schichten werden mit Methoden wie chemischer Gasphasenabscheidung oder Sputtern hergestellt.
Die präzise Kontrolle von Dicke und Gleichmäßigkeit ist für die Leistung elektronischer Geräte entscheidend.
MEMS-Geräte, die mechanische Elemente, Sensoren, Aktoren und Elektronik integrieren, sind in hohem Maße auf dünne Schichten angewiesen.
Energie: Optische Beschichtungen und photovoltaische Zellen
Bei optischen Beschichtungen verbessern dünne Schichten die Lichteigenschaften wie Reflektivität, Durchlässigkeit oder Absorption.
Dies ist wichtig für Anwendungen wie Linsen, Spiegel und Solarzellen.
In photovoltaischen Solarzellen werden dünne Schichten aus Materialien wie Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Gallium-Selenid verwendet.
Diese Schichten wandeln Sonnenlicht effizient in Strom um.
Sie sind kostengünstig und einfacher herzustellen als herkömmliche kristalline Siliziumzellen.
Energiespeicherung: Dünnschichtbatterien
Dünnschichtbatterien bieten eine hohe Energiedichte und Flexibilität.
Sie sind ideal für kompakte und tragbare Elektronik.
Diese Batterien verwenden dünne Schichten von Elektrodenmaterialien und festen Elektrolyten.
Sie können auf verschiedenen Substraten abgeschieden werden, auch auf flexiblen Substraten.
Biomedizinische und antikorrosive Anwendungen
Im biomedizinischen Bereich dienen dünne Schichten als Schutzschichten für Implantate und Geräte.
Sie bieten Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit.
Dünne Schichten werden auch für antimikrobielle Beschichtungen verwendet, um Infektionen zu verhindern.
Diese Schichten können so gestaltet werden, dass sie Medikamente freisetzen oder das Gewebewachstum fördern.
Dünne Schichten aus Nanokompositen
Nanokomposit-Dünnschichten weisen aufgrund des Größeneffekts" verbesserte mechanische Eigenschaften auf.
Sie sind nützlich für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und Härte erfordern.
Die Abscheidung dieser Schichten erfolgt häufig durch Magnetronsputtern.
Dies gewährleistet eine hohe Reinheit und minimale Defekte.
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