การสะสมของชั้นอะตอมคืออะไร?

การทับถมของชั้นอะตอมเป็นกระบวนการทางเคมีที่ใช้ในการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ฟิล์มออปติคัลและฟิล์มสังเคราะห์และอินทรีย์อื่น ๆ สำหรับเซ็นเซอร์อุปกรณ์การแพทย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงที่ชั้นของวัสดุมีความหนาเพียงไม่กี่อะตอมพื้นผิวมีหลายวิธีและวิธีการในการสะสมชั้นอะตอมและมันได้กลายเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของการวิจัยนาโนเทคโนโลยีและการวิจัยด้านวัสดุวิทยาศาสตร์ในวิศวกรรมไฟฟ้าพลังงานและการใช้งานทางการแพทย์กระบวนการมักจะเกี่ยวข้องกับ epitaxy ชั้นอะตอมหรือ epitaxy ชั้นโมเลกุลซึ่งเป็นชั้นของสารผลึกที่บางมากในรูปแบบของโลหะหรือสารประกอบซิลิกอนที่ติดอยู่กับพื้นผิวของชั้นหนาของวัสดุที่คล้ายกัน

การสะสมแบบฟิล์มบางพื้นที่ของการวิจัยผลิตภัณฑ์และการผลิตที่ต้องใช้ความเชี่ยวชาญของสาขาวิชาวิทยาศาสตร์หลายแห่งเนื่องจากการควบคุมชั้นดีที่ต้องใช้ในการผลิตอุปกรณ์และวัสดุที่มีประโยชน์มันมักจะเกี่ยวข้องกับการวิจัยและพัฒนาในวิชาฟิสิกส์เคมีและวิศวกรรมประเภทต่าง ๆ ตั้งแต่วิศวกรรมเครื่องกลจนถึงวิศวกรรมเคมีการวิจัยทางเคมีเป็นตัวกำหนดว่ากระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นได้อย่างไรในระดับอะตอมและโมเลกุลและปัจจัย จำกัด ตัวเองสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกและออกไซด์โลหะเพื่อให้การสะสมชั้นอะตอมสามารถผลิตชั้นที่มีลักษณะสม่ำเสมอได้อย่างสม่ำเสมอห้องปฏิกิริยาเคมีสำหรับการสะสมชั้นอะตอมสามารถสร้างอัตราการสะสม 1.1 angstroms หรือ 0.11 นาโนเมตรของวัสดุต่อรอบการเกิดปฏิกิริยาโดยการควบคุมปริมาณของสารเคมีสารตั้งต้นและอุณหภูมิของห้องสารเคมีทั่วไปที่ใช้ในกระบวนการดังกล่าว ได้แก่ ซิลิกอนไดออกไซด์, SIO

2 _{;แมกนีเซียมออกไซด์, MGO;และ Tantalum Nitride, Tan.}

รูปแบบที่คล้ายกันของเทคนิคการสะสมฟิล์มบาง ๆ ใช้ในการปลูกฟิล์มอินทรีย์ซึ่งมักจะเริ่มต้นด้วยชิ้นส่วนของโมเลกุลอินทรีย์เช่นโพลีเมอร์ชนิดต่าง ๆวัสดุไฮบริดยังสามารถผลิตได้โดยใช้สารเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์สำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์เช่นขดลวดที่สามารถวางไว้ในหลอดเลือดมนุษย์และเคลือบด้วยยาปล่อยเวลาเพื่อต่อสู้กับโรคหัวใจนักวิจัยอัลเบอร์ตาที่สถาบันนาโนเทคโนโลยีแห่งชาติในแคนาดาได้สร้างชั้นฟิล์มบาง ๆ ที่คล้ายกันด้วยการใส่ขดลวดสแตนเลสแบบดั้งเดิมเพื่อเปิดหลอดเลือดแดงยุบตัวในปี 2554 การใส่ขดลวดสแตนเลสถูกเคลือบด้วยซิลิก้าแก้วบาง ๆสารตั้งต้นที่จะผูกวัสดุคาร์โบไฮเดรตน้ำตาลที่มีความหนาอะตอมประมาณ 60 ชั้นจากนั้นคาร์โบไฮเดรตโต้ตอบกับระบบภูมิคุ้มกันในทางบวกเพื่อป้องกันไม่ให้ร่างกายพัฒนาการตอบสนองการปฏิเสธต่อการปรากฏตัวของขดลวดเหล็กในหลอดเลือด

มีสารเคมีหลายร้อยชนิดที่ใช้ในการสะสมชั้นอะตอม.หนึ่งในการวิจัยอย่างกว้างขวางที่สุดในปี 2554 คือการพัฒนาวัสดุอิเล็กทริกสูง K ในอุตสาหกรรมวงจรรวมในขณะที่ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กลงและเล็กลงต่ำกว่าขนาด 10 นาโนเมตรกระบวนการที่เรียกว่าอุโมงค์ควอนตัมที่ประจุไฟฟ้ารั่วไหลข้ามสิ่งกีดขวางที่เป็นฉนวนทำให้การใช้ซิลิกอนไดออกไซด์แบบดั้งเดิมสำหรับทรานซิสเตอร์ที่ไม่สามารถทำได้ฟิล์มวัสดุอิเล็กทริก High-K ที่ถูกทดสอบในการสะสมของชั้นอะตอมเนื่องจากการเปลี่ยน ได้แก่ zirconium dioxide, ZnO

2 _{;Hafnium dioxide, HFO} 2 _{;และอลูมิเนียมออกไซด์อัล} 2 _o 3 _{เนื่องจากวัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่อการขุดอุโมงค์ที่ดีขึ้นมาก}