Пленкообразующие материалы ПОМ в таблетках

ПОМ

Пленкоообразующими материалами (ПОМ) называют соединения и смеси, которые различными способами можно тонким равномерным слоем наносить на поверхности. В качестве ПОМ используют теллуриды, сульфиды, силициды, селениды, фториды, нитриды, карбиды, бориды, но чаще всего оксиды различных металлов или кремния. Для нанесения тонкослойных пленок также применяют металлы, в том числе редкоземы с высокой степенью чистоты, различные сплавы, керамику и композиты.

Почему ПОМ производят в таблетках

Пленкообразующие материалы сначала измельчают до мелкодисперсных порошков, а затем прессуют в таблетки. Это связано со способами применения ПОМ. Таблетки размещают в специальных устройствах – испарителях и распылителях разного типа. Затем материал испаряют или распыляют в вакууме или инертном газе. В таком виде ПОМ может тонким слоем лечь на поверхность и образовать пленку нужной толщины.

Для испарения и осаждения ПОМ в некоторых напылительных установках могут применять не таблетки, а порошок или гранулы. Поэтому пленкообразователи выпускают также в порошковой или гранулированной форме. ПОМ производят и в виде прессованных материалов большего диаметра, чем таблетки. Они называются испаряемые мишени.

Как из таблеток ПОМ получают пленки

Испарение и распыление ПОМ может быть вакуумно-дуговым, электронно-лучевым, резистивным, плазмохимическим. Процессы происходят в специальных аппаратах, где применяется индуктивно-связанная плазма, ионные излучатели, лазеры, магнетроны и другие мощные управляемые источники энергии. Для получения ультратонких пленок толщиной в 5-10нм применяют технологии атомно-слоевого осаждения. В растворенном виде ПОМ наносят на поверхность с помощью катодного или анодного электролитического осаждения.

Сейчас в производстве используют сотни различных способов испарения и напыления ПОМ. Испаренный или распыленный ПОМ в итоге применения любого из этих способов оседает на подложку. При этом могут происходить определенные химические реакции, в ходе которых образуются побочные продукты. Они удаляются с поверхности газовым потоком.

Где используют пленкообразующие материалы

Сфера применения ПОМ постоянно расширяется. Это покрытие солнечных батарей, дисплеев, поверхностей для оптического хранения данных. С помощью ПОМ формируют износостойкие и декоративные напыляемые слои на различных изделиях для промышленного и бытового применения. Тонкие пленки из соединений редких и редкоземельных металлов нужны для полупроводниковой техники и микроэлектроники, специализированной оптики. Тонкие пленки из оксида тантала и других оксидов используются как диэлектрики в микросхемах и электролизных конденсаторах.

Чтобы повысить износостойкость важных узлов и деталей, используют карбидные и нитридные пленкообразователи. Для нанесения на поверхность оптических стекол используют таблетки ПОМ на основе оксидов циркония, ниобия, церия, лития, магния, скандия, лития, лантана, германия, тантала, иттрия как одиночных веществ или в различных сочетаниях. ПОМ из оксида церия применяется для получения фоточувствительного стекла. Пленки из оксидов лантана, вольфрама, тантала защищают поверхность от действия щелочей и поэтому используются в производстве химического оборудования.

Состав ПОМ зависит от назначения покрытия на оптических фильтрах, линзах, призмах, монокристаллах, оптокерамике. Оно может быть защитным, антибликовым, просветляющим. Светопроницаемые пленки с нужными для разных видов оптики характеристиками преломления и прозрачности получают также из фторидов металлов. Эти ПОМ отличаются низкой преломляемостью и проницаемы для ультрафиолета. Фторидами магния и лития покрывают алюминиевые зеркала.

Высокопреломляющие оптические пленки, пропускающие инфракрасные и видимые лучи, получают из теллуридов, селенидов и сульфидов металлов. Применяются в тонкослойной оптике также особо прочные сочетания оксида циркония с вольфрамом, молибденом, титаном, медью. Перспективно применение в тонкослойной оптике цирконата гадолиния или лютеция, титаната и оксида гафния, йодида цезия, сульфида кадмия и цинка.