¿Cuáles son los diferentes tipos de recubrimientos de película delgada?

Los recubrimientos de película delgada están hechos de compuestos dieléctricos, metálicos y de óxido que se usan comúnmente en la industria de semiconductores, en el ejército y en aplicaciones de dispositivos ópticos. Los procesos de fabricación generalmente implican la deposición física de vapor, como la deposición por pulverización catódica o la deposición química de vapor, donde se utilizan reacciones químicas y plasmas de alta energía para depositar la película. Los recubrimientos clasificados como películas delgadas generalmente se consideran de un máximo de un micrón de espesor, o 1,000 nanómetros, y pueden ser ferromagnéticos, cerámicos o algún nivel de material conductor o aislante.

Los recubrimientos ópticos son una de las principales áreas de producción de recubrimientos de película delgada y proporcionan usos importantes, como filtros láser y protección ocular para la cirugía láser en medicina. Los recubrimientos antirreflectantes se emplean ampliamente en lentes que se encuentran en cámaras, telescopios y reproductores de discos de video digital (DVD) para reducir el reflejo normal de la luz que disminuiría el rendimiento de dicho equipo. Algunos recubrimientos de película delgada en el campo de la óptica también tienen múltiples capas para interactuar de manera diferente con varias longitudes de onda de luz, y se usan en monitores de computadora, anteojos con cualidades reflectantes y antirreflectantes, y cámaras de televisión. Los recubrimientos ópticos reflectantes tienen forma de espejo y, por lo general, están hechos de aluminio, oro o plata, donde se usan en fotocopiadoras, escáneres de códigos de barras y láseres industriales y militares de alta potencia.

Las películas delgadas de cerámica se utilizan para recubrir herramientas de corte expuestas a estrés químico y térmico, en usos médicos por sus cualidades inertes y en muchas otras áreas. Los sustratos para baterías de iones de litio que están compuestos por recubrimientos de película delgada de cerámica se están utilizando en la industria electrónica a partir de 2011, y se han perfeccionado a lo largo de más de una década de investigación en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en los Estados Unidos. La base de cerámica para el circuito integrado es una plataforma para baterías implantadas que puede operar en un amplio rango de temperaturas, de -4 ° a 284 ° Fahrenheit (-20 ° a 140 ° Celsius) y tener cualquier forma o tamaño, y esto le da circuitos de aplicaciones más amplias que las de diseño convencional. Su capacidad para funcionar a una temperatura de hasta 536 ° Fahrenheit (280 ° Celsius) si es necesario, los hace útiles para sensores, tarjetas inteligentes y dispositivos médicos implantables, como desfibriladores y estimuladores neurales.

Las células solares sensibilizadas con colorantes (DSSC) también se basan en la deposición de película delgada de dióxido de titanio, TiO ₂ , aunque generalmente tienen un grosor de 5 a 20 micras. La tecnología implica una combinación de recubrimientos de película delgada de cerámica, semiconductores y materiales ópticos, y está diseñada para durar 20 años de exposición a la luz solar. Los diseños de estado sólido para la electrónica de estas células solares ofrecen la promesa de hacerlas más rentables y simples de producir que las células solares estándar basadas en silicio.