Скульптурная тонкая пленка

Скульптурные тонкие пленки ( СТП ) представляют собой наноструктурированные материалы с однонаправленно изменяющимися свойствами, которые могут быть разработаны и реализованы контролируемым образом с использованием вариантов физического осаждения из паровой фазы . Возможность практически мгновенно изменять направление роста их столбчатой морфологии посредством простых изменений направления падающего потока паров приводит к широкому спектру столбчатых форм. ^[1]

Формы

Такими формами могут быть:

двумерные, от простых наклонных колонн и шевронов ^[2] до более сложных C- и S-образных морфологий ^[3]
трехмерные, включая простые спирали и суперспирали
комбинации двух- и трехмерных форм.

Характеристики

Диаметр столбца и разделение столбцов по нормали к направлению толщины любого STF номинально постоянны. Диаметр столбца может варьироваться от примерно 10 до 300 нм , в то время как плотность может находиться между его теоретическим максимальным значением и менее чем 20% от него. Кристалличность должна быть в масштабе, меньшем, чем диаметр столбца. Химический состав по существу неограничен, варьируясь от изоляторов до полупроводников и металлов . Совсем недавно полимерные STF были осаждены путем комбинирования физических и химических процессов осаждения из паровой фазы ; также было проведено осаждение на микроструктурированные подложки .

Использует

На сегодняшний день основные области применения STF находятся в оптике в качестве поляризационных фильтров, фильтров Брэгга и спектральных дырочных фильтров. ^[4]^[5] В видимом и инфракрасном диапазонах длин волн односекционный STF представляет собой однонаправленно неоднородный континуум со свойствами, зависящими от направления. Несколько секций могут быть последовательно выращены в многосекционный STF, который может быть представлен как оптическая схема, которая может быть интегрирована с электронной схемой на чипе . Будучи пористым, STF может действовать как датчик жидкостей и может быть пропитан жидкими кристаллами для коммутационных приложений. ^{[ необходима цитата ]} Также были предложены применения в качестве барьерных слоев с низкой диэлектрической проницаемостью в электронных чипах, а также в солнечных батареях . ^{[ необходима цитата ]} Биомедицинские приложения, такие как тканевые каркасы , платформы доставки лекарств, ловушки для вирусов и лаборатории на чипе , также находятся на разных стадиях разработки. ^{[ необходима цитата ]}

Ссылки

^ А. Лахтакия и Р. Мессье, Скульптурные тонкие пленки: наноинженерная морфология и оптика (SPIE Press, Беллингхэм, Вашингтон, США, 2005).
^ Робби, К.; Фридрих, Л. Дж.; Дью, СК; Смай, Т.; Бретт, М. Дж. (1995). «Изготовление тонких пленок с высокопористыми микроструктурами». Журнал вакуумной науки и технологии A: Вакуум, поверхности и пленки . 13 (3). Американское вакуумное общество: 1032–1035. Bibcode : 1995JVSTA..13.1032R. doi : 10.1116/1.579579. ISSN 0734-2101.
^ Мессье, Р.; Герке, Т.; Франкель, К.; Венугопал, В.К.; Отаньо, В.; Лахтакиа, А. (1997). «Спроектированные скульптурные нематические тонкие пленки». Журнал вакуумной науки и технологии A: Вакуум, поверхности и пленки . 15 (4). Американское вакуумное общество: 2148–2152. Bibcode : 1997JVSTA..15.2148M. doi : 10.1116/1.580621. ISSN 0734-2101.
^ Hodgkinson, Ian J.; Wu, Qi Hong; Thorn, Karen E.; Lakhtakia, Akhlesh; McCall, Martin W. (2000). «Фильтры спектральных отверстий с круговой поляризацией без спейсера, использующие тонкие хиральные скульптурные пленки: теория и эксперимент». Optics Communications . 184 (1–4). Elsevier BV: 57–66. Bibcode : 2000OptCo.184...57H. doi : 10.1016/s0030-4018(00)00935-4. ISSN 0030-4018.
^ Ван Попта, Энди К.; Хоукай, Мэтью М.; Сит, Джереми К.; Бретт, Майкл Дж. (2004-11-01). «Градиентный узкополосный фильтр, изготовленный с помощью осаждения под углом скольжения». Optics Letters . 29 (21). Оптическое общество: 2545–2547. Bibcode : 2004OptL...29.2545V. doi : 10.1364/ol.29.002545. ISSN 0146-9592. PMID 15584289.

Ахлеш Лахтакия и Рассел Мессье (2005). Скульптурные тонкие пленки: наноинженерная морфология и оптика . SPIE Press, Беллингхэм, Вашингтон, США. ISBN 0-8194-5606-3.

[1] А. Лахтакия и Р. Мессье, Скульптурные тонкие пленки: наноинженерная морфология и оптика (SPIE Press, Беллингхэм, Вашингтон, США, 2005).

[2] Робби, К.; Фридрих, Л. Дж.; Дью, СК; Смай, Т.; Бретт, М. Дж. (1995). «Изготовление тонких пленок с высокопористыми микроструктурами». Журнал вакуумной науки и технологии A: Вакуум, поверхности и пленки . 13 (3). Американское вакуумное общество: 1032–1035. Bibcode : 1995JVSTA..13.1032R. doi : 10.1116/1.579579. ISSN 0734-2101.

[3] Мессье, Р.; Герке, Т.; Франкель, К.; Венугопал, В.К.; Отаньо, В.; Лахтакиа, А. (1997). «Спроектированные скульптурные нематические тонкие пленки». Журнал вакуумной науки и технологии A: Вакуум, поверхности и пленки . 15 (4). Американское вакуумное общество: 2148–2152. Bibcode : 1997JVSTA..15.2148M. doi : 10.1116/1.580621. ISSN 0734-2101.

[4] Hodgkinson, Ian J.; Wu, Qi Hong; Thorn, Karen E.; Lakhtakia, Akhlesh; McCall, Martin W. (2000). «Фильтры спектральных отверстий с круговой поляризацией без спейсера, использующие тонкие хиральные скульптурные пленки: теория и эксперимент». Optics Communications . 184 (1–4). Elsevier BV: 57–66. Bibcode : 2000OptCo.184...57H. doi : 10.1016/s0030-4018(00)00935-4. ISSN 0030-4018.

[5] Ван Попта, Энди К.; Хоукай, Мэтью М.; Сит, Джереми К.; Бретт, Майкл Дж. (2004-11-01). «Градиентный узкополосный фильтр, изготовленный с помощью осаждения под углом скольжения». Optics Letters . 29 (21). Оптическое общество: 2545–2547. Bibcode : 2004OptL...29.2545V. doi : 10.1364/ol.29.002545. ISSN 0146-9592. PMID 15584289.