Ein Dünnfilmsubstrat ist eine Materialschicht, die mit Dünnfilmtechnologie aufgebracht wird. Viele industrielle und technologische Geräte erfordern eine Beschichtung mit einer dünnen Schicht einer bestimmten Chemikalie oder Substanz. Dünnschicht, eine Technologie, die Ende des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde, ermöglicht die Herstellung von Schichten von mikroskopischer Dicke, die manchmal so dünn sind wie die Breite eines einzelnen Atoms. Dies ist nützlich für Materialien, deren Verwendung in großen Mengen zu teuer ist, wie z. B. einige Halbleiter. In den meisten Fällen ist ein Dünnschichtsubstrat nur ein Teil eines viel komplexeren Designs.
Ein Substrat ist einfach eine Oberfläche zum Anbringen einer Materialschicht unterschiedlicher Dicke. Ein gängiges Beispiel ist eine Lackgrundierung, die ein Objekt wie ein Autokarosserieteil beschichtet, damit weitere Lackschichten leichter haften. Substrate kommen in einer Vielzahl von hergestellten und natürlichen Objekten vor. Dünnschichtsubstrat erweitert dieses Konzept auf ein Niveau, das nur mit einem hohen Maß an Technologie möglich ist. Solche Substrate können mit einer Vielzahl chemischer oder technologischer Verfahren aufgebracht werden.
Dünnschichtsubstrate haben viele Anwendungen in der modernen Technologie. Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid können beispielsweise den Stromfluss so steuern, dass sie für miniaturisierte Leiterplatten von unschätzbarem Wert sind. Dieses Material ist teuer in der Herstellung; zum Glück kann es auch funktionieren, wenn eine kleine Menge vorhanden ist. Die Dünnschichttechnologie ermöglicht eine gleichmäßige und lückenlose Verteilung eines Minimums der Substanz auf einer Oberfläche, wodurch die Effizienz maximiert wird. Dieses Substrat kann dann an kostengünstigeren Materialien befestigt werden, um einen funktionierenden Halbleiter zu schaffen.
Es gibt verschiedene Verfahren, um ein Dünnfilmsubstrat herzustellen. Einige sind chemische Prozesse, wie zum Beispiel das Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsolarzellen. Die Substanz wird zu einer Flüssigkeit reduziert und anschließend auf eine positiv geladene Platte gesprüht, sodass sie in einer dünnen, gleichmäßig verteilten Schicht haftet. Andere Verfahren verwenden physikalische Herstellungsprozesse, wie beispielsweise das Erzeugen von Stapeln von Dünnfilmsubstraten zwischen Wafern aus anderem Material. Das andere Material wird dann aufgelöst oder entfernt, so dass eine dünne Schicht zurückbleibt, die an anderer Stelle aufgetragen werden kann.
Es gibt viele Verwendungsmöglichkeiten für dieses Material. Dünnfilme können in Solarzellen, Computerhardware und Batterien verwendet werden, um teure Materialien am effizientesten zu nutzen. Dünnfilmbeschichtung auf einer optischen Linse kann die Linse schützen oder die Art und Weise verändern, wie sie Licht verarbeitet. Die Dünnschicht-Medikamentenabgabe verwendet die Technologie, um winzige Mengen therapeutischer Chemikalien an Patienten zu verteilen. Eine Beschichtung aus Dünnfilmkeramik kann ein teures Werkzeug aufgrund des Einsatzes in rauen Umgebungen vor Korrosion schützen.