Tenké vrstvy ( angl. thin movies ) jsou tenké vrstvy materiálu, jejichž tloušťka se pohybuje v rozmezí od zlomků nanometru ( jednoatomová vrstva ) až po několik mikronů [1] .
Tenké filmy mohou být pevné nebo kapalné (výjimečně plynné). Složení, struktura a vlastnosti tenkých vrstev se mohou lišit od vlastností objemové fáze, ze které byl tenký film vytvořen. Pevné tenké filmy zahrnují oxidové filmy na povrchu kovů a umělé filmové povlaky vytvořené na různých materiálech za účelem vytvoření mikroelektronických zařízení , zabránění korozi , zlepšení vzhledu atd. [1]
Tenké kapalné filmy oddělují plynnou dispergovanou fázi v pěnách a kapalné fáze v emulzích ; tvorba stabilních pěn a emulzí je možná pouze za přítomnosti povrchově aktivních látek ve složení filmů. Kapalné tenké vrstvy se mohou spontánně tvořit mezi zrny v polykrystalických pevných látkách, pokud povrchová energie hranice zrn překročí povrchové napětí na rozhraní pevné a kapalné fáze více než dvakrát (podmínka Gibbs–Smith). Mezi kapkou a objemnou kapalinou se za podmínek odpařování mohou tvořit tenké plynné filmy se znatelnou životností. [jeden]
Stanovení tloušťky tenkých vrstev se často provádí metodami založenými na měření intenzity odraženého světla, například pomocí elipsometrie ; používají se i elektrické metody, založené na stanovení kapacity a vodivosti tenkých vrstev. Ke studiu tenkých vrstev pevných látek se využívá elektronová mikroskopie , rentgenová spektroskopie a další metody vyvinuté pro studium povrchu pevných látek. Výroba tenkých vrstev a tenkovrstvých povlaků je základem řady moderních technologických oborů, především mikroelektroniky. [jeden]
Nanášení tenkých vrstev na substrát lze provádět různými metodami, nejčastěji používanými metodami jsou:
Objekty s tak malými rozměry v některých případech radikálně mění své vlastnosti. Například u takto malých objektů se ve srovnání s masivními objekty mění teplota tání, stupeň podchlazení a mezirovinná vzdálenost. Mnoho funkčních povlaků má limity tloušťky, nad kterými ztrácejí své vlastnosti nebo se během aplikace rozpadají.
Změna vlastností je vysvětlena zvýšením role povrchu se snížením objektu, protože objem těla se mění úměrně krychli lineárních rozměrů a povrchové ploše - ke čtverci. Podle toho se poměr S/V chová jako 1/r. Z tohoto důvodu se u nanoobjektů stávají významné síly povrchového napětí , které u objemových vzorků nehrají významnou roli . A protože působí ve vrstvě blízkého povrchu, lze jejich působení přirovnat k působení vnějšího tlaku, který, jak víte, může měnit jak teplotu tání , tak mezirovinné vzdálenosti.
Hlavní uplatnění nachází v pevných tenkých filmech nanášených na povrch různých předmětů.
Mezi odvětví související s tenkými filmy patří: