薄膜有哪些不同类型？光学、电气和功能涂层指南

从核心来看，薄膜通常根据其主要功能进行分类。虽然可以使用无数种材料，但最常见的两种分类是光学薄膜（旨在操纵光线）和电气薄膜（旨在管理电流）。

薄膜的“类型”与其材料成分的关系较小，而更多地取决于其预期用途。了解您是需要控制光线、电流还是物理特性，是掌握这项技术的第一步。

功能分类：主要区别

区分薄膜最基本的方法是根据它们旨在实现的目标。这种功能上的区别决定了材料选择、沉积方法和最终应用。

这些薄膜旨在与光线相互作用。其目的是改变表面反射、透射或吸收不同波长的方式。

应用广泛，包括眼科镜片上的抗反射涂层、镜子中的反射层以及太阳能电池上的专用涂层，以最大限度地提高光吸收。

此类别侧重于控制电学特性。这些薄膜可以设计成高导电性、高电阻性（绝缘性）或表现出特定的半导体行为。

它们构成了现代电子学的基础，用于在集成电路、晶体管和其他半导体器件中创建复杂的层。

虽然光学和电气是最广泛的分类，但许多薄膜是根据其他基本功能进行分类的。

这包括用于工具防腐蚀和耐磨的保护膜、珠宝上的装饰涂层以及用于生物传感器或薄膜电池的专用层。

薄膜的特性与其制造方式密不可分。这个过程被称为沉积，它涉及将材料一层一层地涂覆到基板上，有时甚至达到单原子层。

这些方法利用受控的化学反应在表面上形成薄膜。前体材料发生反应形成所需的化合物，然后沉积到基板上。

常用技术包括在半导体行业广泛使用的化学气相沉积（CVD）和提供极高精确控制的原子层沉积（ALD）。

这些方法利用物理或机械手段将薄膜材料输送到基板上。这通常在真空环境中进行。

主要例子是溅射（原子从靶材中喷射出来）和热蒸发（材料被加热直到汽化并在基板上冷凝）。

沉积方法的选择是一个关键决策，涉及显著的权衡。没有单一的“最佳”方法；理想的选择完全取决于所需的结果和限制。

原子层沉积（ALD）和分子束外延（MBE）等方法提供无与伦比的精度，允许一次构建一个原子层的薄膜。这种控制的代价是速度和成本。

相反，旋涂或电镀等方法对于大面积而言可能更快、更具成本效益，但对薄膜的结构和厚度控制较少。

并非所有方法都适用于所有材料。所选技术必须与要沉积的材料和要应用到的基板兼容。

例如，沉积用于柔性OLED显示器的聚合物化合物需要与在金属工具上创建坚硬、耐磨涂层不同的方法和条件。

选择合适的薄膜技术始于明确定义您的主要目标。

最终，驾驭薄膜世界是一个将特定功能与最有效的制造方法相匹配的过程。