La deposición de película delgada es una técnica utilizada en la industria para aplicar una capa delgada a una pieza de diseño particular hecha de un material objetivo y para infundir su superficie con ciertas propiedades. Se aplican recubrimientos de película fina para cambiar las propiedades ópticas del vidrio, las propiedades corrosivas de los metales y las propiedades eléctricas de los semiconductores. Se emplean varias técnicas de deposición, generalmente para agregar átomos o moléculas, una capa a la vez, a una amplia gama de materiales que carecen de las propiedades superficiales esenciales que proporcionan los recubrimientos delgados. Cualquier diseño para el que se requiera un recubrimiento de volumen y peso mínimos puede beneficiarse de la deposición de película delgada que expone un material objetivo a un entorno energizado de líquido, gas o plasma.
Los primeros revestimientos de metal crudo se utilizaron en el primer milenio para mejorar las propiedades reflectantes del vidrio para espejos. El siglo XVII vio el desarrollo de técnicas de revestimiento más refinadas por los vidrieros venecianos. No fue hasta la década de 1600 que existieron métodos de precisión para aplicar recubrimientos delgados, como la galvanoplastia y la deposición al vacío.
La galvanoplastia es una forma de deposición química en la que la pieza a recubrir se une a un electrodo y se sumerge en una solución conductora de iones metálicos. A medida que pasa una corriente a través de la solución, los iones se atraen a la superficie de una pieza para crear lentamente una capa delgada de metal. Las soluciones semisólidas llamadas sol-geles son otro medio de deposición química de películas delgadas. Siempre que las partículas de recubrimiento sean lo suficientemente pequeñas, permanecerán en suspensión en el gel el tiempo suficiente para organizarse en capas y proporcionar un recubrimiento uniforme cuando la fracción líquida se elimine en una fase de secado.
La deposición de vapor es una técnica para crear una deposición de película delgada en la que una parte se recubre con un gas o plasma energizado, generalmente en un vacío parcial. En la cámara de vacío, los átomos y las moléculas se esparcen uniformemente y crean una capa de pureza y grosor constantes. Por el contrario, con la deposición de vapor químico, la pieza se coloca en una cámara de reacción ocupada por el recubrimiento en forma gaseosa. El gas reacciona con el material objetivo para crear el espesor de recubrimiento deseado. En la deposición por plasma, el gas de recubrimiento se sobrecalienta en una forma iónica que luego reacciona con la superficie atómica de la pieza, típicamente a presiones elevadas.
En la deposición por pulverización catódica, una fuente de material de recubrimiento puro en forma sólida se energiza mediante bombardeo de calor o de electrones. Algunos de los átomos de la fuente sólida se sueltan y quedan suspendidos uniformemente alrededor de la superficie de la pieza en un gas inerte, como el argón. Este tipo de deposición de película delgada es útil para ver características finas en piezas pequeñas que están recubiertas de oro y se observan a través de un microscopio electrónico. Al revestir la pieza para un estudio posterior, los átomos de oro se desprenden de una fuente sólida por encima de la pieza y caen sobre su superficie a través de una cámara llena de gas argón.
Las aplicaciones de la deposición de películas delgadas son diversas y se han ido expandiendo. Los recubrimientos ópticos sobre lentes y placas de vidrio pueden mejorar las propiedades de transmisión, refracción y reflexión, produciendo filtros ultravioleta (UV) en anteojos recetados y vidrio antirreflectante para fotos enmarcadas. La industria de los semiconductores utiliza revestimientos delgados para proporcionar una mejor conductancia o aislamiento de materiales como las obleas de silicio. Las películas delgadas de cerámica son anticorrosivas, duras y aislantes; aunque frágiles a bajas temperaturas, se han utilizado con éxito en sensores, circuitos integrados y diseños más complejos. Se pueden depositar películas delgadas para formar estructuras “inteligentes” ultra pequeñas, como baterías, células solares, sistemas de administración de fármacos e incluso computadoras cuánticas.