Film tipis terus menarik perhatian para peneliti.Artikel ini menyajikan penelitian terkini dan lebih mendalam tentang penerapannya, metode pengendapan variabel, dan kegunaannya di masa depan.
“Film” adalah istilah relatif untuk material dua dimensi (2D) yang jauh lebih tipis dibandingkan substratnya, baik dimaksudkan untuk menutupi substrat atau diapit di antara dua permukaan.Dalam aplikasi industri saat ini, ketebalan film tipis ini biasanya berkisar dari dimensi atom sub-nanometer (nm) (yaitu, <1 nm) hingga beberapa mikrometer (μm).Graphene lapisan tunggal memiliki ketebalan satu atom karbon (yaitu ~0,335 nm).
Film digunakan untuk tujuan dekoratif dan gambar pada zaman prasejarah.Saat ini, barang-barang mewah dan perhiasan dilapisi dengan lapisan tipis logam mulia seperti perunggu, perak, emas, dan platinum.
Aplikasi film yang paling umum adalah perlindungan fisik permukaan dari abrasi, benturan, goresan, erosi dan lecet.Lapisan karbon seperti berlian (DLC) dan MoSi2 digunakan untuk melindungi mesin otomotif dari keausan dan korosi suhu tinggi yang disebabkan oleh gesekan antara bagian mekanis yang bergerak.
Film tipis juga digunakan untuk melindungi permukaan reaktif dari lingkungan, baik itu oksidasi atau hidrasi karena kelembapan.Film konduktif pelindung telah mendapat banyak perhatian di bidang perangkat semikonduktor, pemisah film dielektrik, elektroda film tipis, dan interferensi elektromagnetik (EMI).Secara khusus, transistor efek medan oksida logam (MOSFET) mengandung film dielektrik yang stabil secara kimia dan termal seperti SiO2, dan semikonduktor oksida logam komplementer (CMOS) mengandung film tembaga konduktif.
Elektroda film tipis meningkatkan rasio kepadatan energi terhadap volume superkapasitor beberapa kali lipat.Selain itu, film tipis logam dan saat ini film tipis keramik perovskit MXene (karbida logam transisi, nitrida, atau karbonitrida) banyak digunakan untuk melindungi komponen elektronik dari interferensi elektromagnetik.
Dalam PVD, bahan target diuapkan dan dipindahkan ke ruang vakum yang berisi substrat.Uap mulai mengendap di permukaan substrat hanya karena kondensasi.Ruang hampa mencegah pencampuran kotoran dan tumbukan antara molekul uap dan molekul gas sisa.
Turbulensi yang dimasukkan ke dalam uap, gradien suhu, laju aliran uap, dan panas laten bahan target memainkan peran penting dalam menentukan keseragaman film dan waktu pemrosesan.Metode penguapan meliputi pemanasan resistif, pemanasan berkas elektron dan, yang lebih baru, epitaksi berkas molekul.
Kerugian dari PVD konvensional adalah ketidakmampuannya untuk menguapkan material dengan titik leleh yang sangat tinggi dan perubahan struktural yang disebabkan oleh material yang diendapkan akibat proses evaporasi-kondensasi.Sputtering magnetron adalah teknik pengendapan fisik generasi berikutnya yang memecahkan masalah ini.Dalam sputtering magnetron, molekul target dikeluarkan (sputter) melalui pemboman dengan ion positif energik melalui medan magnet yang dihasilkan oleh magnetron.
Film tipis menempati tempat khusus dalam perangkat elektronik, optik, mekanik, fotonik, termal dan magnetis modern dan bahkan barang dekorasi karena keserbagunaan, kekompakan, dan sifat fungsionalnya.PVD dan CVD adalah metode deposisi uap yang paling umum digunakan untuk menghasilkan film tipis dengan ketebalan mulai dari beberapa nanometer hingga beberapa mikrometer.
Morfologi akhir dari film yang diendapkan mempengaruhi kinerja dan efisiensinya.Namun, teknik pengendapan evaporatif film tipis memerlukan penelitian lebih lanjut untuk memprediksi secara akurat sifat film tipis berdasarkan masukan proses yang tersedia, bahan target yang dipilih, dan sifat substrat.
Pasar semikonduktor global telah memasuki periode yang menarik.Permintaan akan teknologi chip telah mendorong sekaligus menghambat perkembangan industri ini, dan kekurangan chip saat ini diperkirakan akan terus berlanjut untuk beberapa waktu.Tren saat ini kemungkinan besar akan membentuk masa depan industri ini jika hal ini terus berlanjut
Perbedaan utama antara baterai berbasis graphene dan baterai solid-state adalah komposisi elektrodanya.Meskipun katoda sering dimodifikasi, alotrop karbon juga dapat digunakan untuk membuat anoda.
Dalam beberapa tahun terakhir, Internet of Things telah diterapkan dengan cepat di hampir semua bidang, namun hal ini khususnya penting dalam industri kendaraan listrik.
Waktu posting: 23 April-2023