Las películas delgadas ( eng. películas delgadas ) son capas delgadas de material, cuyo grosor está en el rango de fracciones de un nanómetro ( capa monoatómica ) a varias micras [1] .
Las películas delgadas pueden ser sólidas o líquidas (raramente gaseosas). La composición, estructura y propiedades de las películas delgadas pueden diferir de las de la fase a granel a partir de la cual se formó la película delgada. Las películas delgadas sólidas incluyen películas de óxido en la superficie de metales y recubrimientos de películas artificiales formados en varios materiales para crear dispositivos microelectrónicos , prevenir la corrosión , mejorar la apariencia, etc. [1]
Películas delgadas líquidas separan la fase gaseosa dispersa en espumas y las fases líquidas en emulsiones ; la formación de espumas y emulsiones estables solo es posible en presencia de tensioactivos en la composición de las películas. Las películas delgadas líquidas se pueden formar espontáneamente entre los granos en sólidos policristalinos si la energía superficial del límite del grano excede la tensión superficial en el límite de las fases sólida y líquida en más del doble (la condición de Gibbs-Smith). Se pueden formar películas delgadas gaseosas con una vida útil apreciable entre una gota y un líquido a granel en condiciones de evaporación. [una]
La determinación del espesor de películas delgadas se realiza a menudo por métodos basados en la medición de la intensidad de la luz reflejada, por ejemplo, utilizando elipsometría ; También se utilizan métodos eléctricos, basados en la determinación de la capacitancia y conductividad de películas delgadas. Para estudiar películas delgadas sólidas , se utilizan microscopía electrónica , espectroscopía de rayos X y otros métodos desarrollados para estudiar la superficie de los sólidos. La producción de películas delgadas y revestimientos de películas delgadas es la base de varios campos modernos de la tecnología, principalmente la microelectrónica. [una]
La deposición de películas delgadas sobre un sustrato puede llevarse a cabo por varios métodos, los métodos más utilizados son:
Los objetos que tienen dimensiones tan pequeñas en algunos casos cambian radicalmente sus propiedades. Por ejemplo, para objetos tan pequeños, la temperatura de fusión, el grado de sobreenfriamiento y el espacio interplanar cambian en comparación con los objetos masivos. Muchos recubrimientos funcionales tienen límites de espesor, por encima de los cuales pierden sus propiedades o se descomponen durante la aplicación.
El cambio en las propiedades se explica por el aumento en el papel de la superficie con una disminución en el objeto, ya que el volumen del cuerpo cambia en proporción al cubo de dimensiones lineales y el área de la superficie al cuadrado. En consecuencia, la relación S/V se comporta como 1/r. Debido a esto , las fuerzas de tensión superficial , que no juegan un papel importante en las muestras a granel, se vuelven significativas en los nanoobjetos . Y dado que actúan en la capa cercana a la superficie, su acción puede compararse con la aplicación de presión externa que, como saben, puede cambiar tanto la temperatura de fusión como las distancias entre planos.
La aplicación principal se encuentra en películas delgadas sólidas depositadas en la superficie de varios objetos.
Las industrias relacionadas con las películas delgadas incluyen: