Thin Film Device Applications

مواد دو بعدی که از ابتدا توسط فرآیند تراکم اتم‌ها، مولکول‌ها یا یون‌ها به نام لایه‌های نازک ایجاد می‌شوند، دارای خواص منحصربه‌فردی هستند که به‌دلیل ابعاد فیزیکی، هندسه، ریزساختار غیرتعادلی، تفاوت قابل‌توجهی با مواد حجیم مربوطه دارند. و متالورژی علاوه بر این، این ویژگی‌های مشخصه لایه‌های نازک را می‌توان به شدت تغییر داد و برای به دست آوردن ویژگی‌های فیزیکی مورد نظر و مورد نیاز طراحی کرد. این ویژگی‌ها اساس توسعه مجموعه‌ای از برنامه‌های کاربردی دستگاه فیلم نازک فعال و غیرفعال فوق‌العاده در دو دهه اخیر را تشکیل می‌دهند. از یک طرف، این کاربردها در ابعاد زیر میکرون در مناطقی مانند ادغام در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI)، دستگاه های تداخل کوانتومی اتصال جوزفسون، حباب های مغناطیسی و اپتیک یکپارچه هستند. از طرف دیگر، لایه‌های نازک بزرگ به عنوان پوشش‌های انتخابی برای تبدیل حرارتی خورشیدی، سلول‌های خورشیدی برای تبدیل فتوولتائیک و لایه‌های محافظ و غیرفعال استفاده می‌شوند. در واقع، یافتن بسیاری از دستگاه‌های نوری و الکترونیکی مدرن پیشرفته که به یک روش از لایه‌های نازک استفاده نمی‌کنند، سخت است. با انگیزه ارائه شده توسط کاربردهای صنعتی، علم و فناوری لایه های نازک دستخوش توسعه انقلابی شده است و حتی امروزه همچنان در سطح جهانی به عنوان مناطق مرزی کار RID شناخته می شود. پیشرفت‌های فنی عمده در هر زمینه‌ای از علم و فناوری همواره با انفجاری از ادبیات منتشر شده در قالب انتشارات علمی، بررسی‌ها و کتاب‌ها همراه است.

Two-dimensional materials created ab initio by the process of condensation of atoms, molecules, or ions, called thin films, have unique properties significantly different from the corresponding bulk materials as a result of their physical dimensions, geometry, nonequilibrium microstructure, and metallurgy. Further, these characteristic features of thin films can be drasti­ cally modified and tailored to obtain the desired and required physical characteristics. These features form the basis of development of a host of extraordinary active and passive thin film device applications in the last two decades. On the one extreme, these applications are in the submicron dimensions in such areas as very large scale integration (VLSI), Josephson junction quantum interference devices, magnetic bubbles, and integrated optics. On the other extreme, large-area thin films are being used as selective coatings for solar thermal conversion, solar cells for photovoltaic conver­ sion, and protection and passivating layers. Indeed, one would be hard­ pressed to find many sophisticated modern optical and electronic devices which do not use thin films in one way or the other. With the impetus provided by industrial applications, the science and technology of thin films have undergone revolutionary development and even today continue to be recognized globally as frontier areas of RID work. Major technical developments in any field of science and technology are invariably accompanied by an explosion of published literature in the form of scientific publications, reviews, and books.