Vật liệu màng mỏng được hình thành trên bề mặt vật liệu nền (chẳng hạn như kính hiển thị và kính quang học) và thường bao gồm các vật liệu phủ như kim loại, phi kim loại, hợp kim hoặc hợp chất. Chúng có nhiều đặc tính, bao gồm chống-phản xạ, hấp thụ, cắt, phân tán quang phổ, phản xạ và lọc, can thiệp, bảo vệ, chống thấm và chống vết bẩn, đặc tính chống tĩnh điện, độ dẫn điện, tính thấm từ, cách nhiệt, chống mài mòn, chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, chống oxy hóa, bảo vệ bức xạ, trang trí và các chức năng tổng hợp. Chúng có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm, bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng, kéo dài tuổi thọ sản phẩm và nâng cao hiệu suất ban đầu. Hiện nay, các công nghệ chuẩn bị vật liệu màng mỏng chủ đạo chủ yếu bao gồm hai hệ thống chính:
lắng đọng hơi vật lý (PVD)và lắng đọng hơi hóa học (CVD).
1. Công nghệ phủ phún xạ Công nghệ này tạo ra các ion bằng cách sử dụng nguồn ion, tăng tốc và hội tụ chúng trong chân không để tạo thành chùm ion tốc độ cao bắn phá bề mặt rắn. Các ion trao đổi động năng với các nguyên tử trên bề mặt rắn, làm cho các nguyên tử rắn tách ra khỏi chất nền và lắng đọng trên bề mặt chất nền. Chất rắn bị bắn phá, được sử dụng làm nguyên liệu thô để lắng đọng màng mỏng, được gọi là mục tiêu phún xạ. Mục tiêu chủ yếu bao gồm một mục tiêu trống và một tấm ốp phía sau (ống phía sau): mục tiêu trống, là thành phần cốt lõi bị bắn phá bởi chùm ion, có các nguyên tử bề mặt của nó bắn tung tóe và lắng đọng vào một màng; tấm ốp lưng giúp cố định và hỗ trợ, đồng thời có tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời. Công nghệ này mang lại những ưu điểm như độ đồng đều màng tốt, độ dày có thể kiểm soát được và độ lặp lại tuyệt vời. Các màng đã được xử lý có độ tinh khiết cao, mật độ mạnh và độ bám dính tuyệt vời, khiến nó trở thành một trong những công nghệ chủ đạo để chuẩn bị màng mỏng và thúc đẩy sự tăng trưởng liên tục về nhu cầu về các mục tiêu phún xạ-có giá trị-cao.
2. Công nghệ phủ bay hơi chân không Công nghệ này liên quan đến việc làm nóng vật liệu trong môi trường chân không bằng cách sử dụng nguồn bay hơi để làm bay hơi vật liệu, sau đó lắng đọng trên bề mặt đế để tạo thành một màng mỏng. Vật liệu bay hơi được gọi là vật liệu bay hơi và hệ thống bao gồm ba mô-đun chính: buồng chân không, nguồn bay hơi và cụm chất nền. Nguồn bay hơi vừa phải giữ vật liệu bay hơi vừa phải cung cấp đủ nhiệt để đạt được áp suất hơi cần thiết. Công nghệ này có đặc điểm là dễ vận hành và tạo màng nhanh, đồng thời chủ yếu phù hợp để phủ các vật liệu nền có kích thước nhỏ.
Hai loại công nghệ PVD này cùng nhau tạo thành nền tảng công nghệ cho việc chuẩn bị màng mỏng chức năng hiện đại. Thông qua sự tích hợp sâu sắc giữa khoa học vật liệu và kỹ thuật chân không, họ liên tục thúc đẩy đổi mới công nghệ trong các lĩnh vực-tiên tiến như quang điện tử, năng lượng mới và chất bán dẫn.
