Les revêtements en couche mince sont constitués de composés diélectriques, métalliques et d’oxydes qui sont couramment utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs, dans l’armée et dans les applications de dispositifs optiques. Les processus de fabrication impliquent généralement un dépôt physique en phase vapeur, tel qu’un dépôt par pulvérisation cathodique, ou un dépôt chimique en phase vapeur où des réactions chimiques et des plasmas à haute énergie sont utilisés pour déposer le film. Les revêtements classés comme films minces sont généralement considérés comme ayant une épaisseur maximale d’un micron, ou 1,000 XNUMX nanomètres, et peuvent être ferromagnétiques, céramiques ou un certain niveau de matériau conducteur ou isolant.
Les revêtements optiques sont l’un des principaux domaines de production des revêtements en couche mince et fournissent des utilisations importantes telles que les filtres laser et la protection des yeux pour la chirurgie au laser en médecine. Les revêtements antireflet sont largement utilisés dans les objectifs trouvés dans les appareils photo, les télescopes et les lecteurs de disques vidéo numériques (DVD) pour réduire la réflexion normale de la lumière qui diminuerait les performances d’un tel équipement. Certains revêtements en couche mince dans le domaine de l’optique sont également multicouches pour interagir différemment avec diverses longueurs d’onde de la lumière et sont utilisés dans les écrans d’ordinateur, les lunettes avec des qualités réfléchissantes et antireflet et les caméras de télévision. Les revêtements optiques réfléchissants ressemblent à des miroirs et sont généralement fabriqués à partir d’aluminium, d’or ou d’argent, où ils sont utilisés dans les photocopieuses, les scanners de codes-barres et les lasers industriels et militaires de grande puissance.
Les films minces en céramique sont utilisés pour revêtir les outils de coupe exposés à des contraintes chimiques et thermiques, dans des usages médicaux pour leurs qualités inertes, et dans de nombreux autres domaines. Les substrats pour batteries lithium-ion composés de couches minces en céramique sont utilisés dans l’industrie électronique depuis 2011 et ont été perfectionnés au cours de plus d’une décennie de recherche au Oak Ridge National Laboratory aux États-Unis. La base en céramique du circuit intégré est une plate-forme pour les batteries implantées qui peuvent fonctionner sur une large plage de températures, de -4° à 284° Fahrenheit (-20° à 140° Celsius) et avoir n’importe quelle forme ou taille, ce qui donne le circuits d’applications plus larges que ceux de conception conventionnelle. Leur capacité à fonctionner à une température pouvant atteindre 536 ° Fahrenheit (280 ° Celsius) si nécessaire, les rend utiles pour les capteurs, les cartes à puce et les dispositifs médicaux implantables, tels que les défibrillateurs et les stimulateurs neuraux.
Les cellules solaires à colorant (DSSC) reposent également sur le dépôt de couches minces de dioxyde de titane, TiO2, bien qu’elles aient généralement une épaisseur de 5 à 20 microns. La technologie implique une combinaison de couches minces de matériaux céramiques, semi-conducteurs et optiques, et est conçue pour durer 20 ans d’exposition au soleil. Les conceptions à semi-conducteurs pour l’électronique de ces cellules solaires offrent la promesse de les rendre plus rentables et simples à produire que les cellules solaires standard à base de silicium.