Un substrato a film sottile è uno strato di materiale applicato con la tecnologia a film sottile. Molti dispositivi industriali e tecnologici richiedono il rivestimento con uno strato sottile di una particolare sostanza chimica o sostanza. Il film sottile, una tecnologia creata alla fine del XX secolo, consente la creazione di strati di spessore microscopico, a volte sottili quanto la larghezza di un singolo atomo. Ciò è utile per materiali troppo costosi da utilizzare in grandi quantità, come alcuni semiconduttori. Nella maggior parte dei casi, un substrato a film sottile è solo una parte di un progetto molto più complesso.
Un substrato è semplicemente una superficie per attaccare uno strato di materiale di spessore variabile. Un esempio comune è il primer per vernice, che ricopre un oggetto, come una parte della carrozzeria, in modo che ulteriori strati di vernice aderiscano più facilmente. I substrati compaiono in una moltitudine di oggetti fabbricati e naturali. Il substrato a film sottile estende questo concetto a un livello possibile solo utilizzando un alto livello di tecnologia. Tali substrati possono essere applicati con una varietà di processi chimici o tecnologici.
Il substrato a film sottile ha molti usi nella tecnologia moderna. Ad esempio, i materiali semiconduttori come l’arseniuro di gallio possono controllare il flusso di elettricità in un modo che li rende preziosi per i circuiti stampati miniaturizzati. Questo materiale è costoso da produrre; fortunatamente può funzionare anche se è presente una piccola quantità. La tecnologia a film sottile consente di distribuire uniformemente una minima parte della sostanza su una superficie senza spazi vuoti, massimizzandone l’efficienza. Questo substrato può quindi essere attaccato a materiali più economici per creare un semiconduttore funzionante.
Esistono vari metodi per creare un substrato a film sottile. Alcuni sono processi chimici, come il metodo utilizzato per creare celle solari a film sottile. La sostanza viene ridotta a liquido e quindi spruzzata su una piastra caricata positivamente in modo che aderisca in uno strato sottile e uniformemente distribuito. Altri metodi utilizzano processi di produzione fisica, come la creazione di pile di substrati a film sottile tra wafer di altro materiale. L’altro materiale viene quindi sciolto o rimosso, lasciando uno strato di pellicola sottile che può essere applicato altrove.
Ci sono molti usi per questo materiale. Il film sottile può essere utilizzato nelle celle solari, nell’hardware del computer e nelle batterie per utilizzare nel modo più efficiente materiali costosi. Il rivestimento a film sottile su una lente ottica può proteggere l’obiettivo o alterare il modo in cui elabora la luce. La somministrazione di farmaci a film sottile utilizza la tecnologia per distribuire piccole quantità di sostanze chimiche terapeutiche ai pazienti. Un rivestimento di ceramica a film sottile può proteggere uno strumento costoso dalla corrosione dovuta all’uso in ambienti difficili.