Películas de barrera, se utiliza en todo, desde el envasado de alimentos y medicamentos hasta la electrónica de consumo y las células solares, ayudar a evitar que la comida se eche a perder, ayudar a conservar la medicación, y proteja sus dispositivos electrónicos de daños debido a la exposición al aire o salpicaduras de agua. Ahora, un grupo de investigadores en Georgia ha desarrollado una nueva forma de producir mejores películas utilizando la deposición de capas atómicas.
Estas no son las endebles películas de plástico que pueden sellar un paquete de galletas. Las películas de barrera de alta gama que protegen la pantalla de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) de alta tecnología de su teléfono de cada bocanada de oxígeno o molécula de vapor de agua requieren materiales transparentes de mayor rendimiento, como los óxidos metálicos.
Los métodos existentes para fabricar estas barreras de alto rendimiento no son perfectos. Debido a la forma en que están hechos, a menudo tienen pequeños defectos, resultando en pequeños agujeros que dejan entrar agua u oxígeno. Es por eso que Samuel Graham y sus colegas del Instituto de Tecnología de Georgia han estado explorando cómo usar la deposición de la capa atómica para producir mejores películas de barrera. En el 60 ° Simposio y Exposición Internacional de AVS, celebrado en Long Beach, Calif. 27 de octubre - 1 de noviembre, Graham discutirá algunos de los últimos desarrollos en este esfuerzo.
Graham y sus colegas han creado nuevas películas de barrera que pueden proteger la electrónica en entornos muy hostiles, cuando se sumergen en agua salada durante meses, por ejemplo.
"Al crear películas de barrera, podemos extender la vida útil y la confiabilidad de los dispositivos electrónicos, ", Dijo Graham. Los nuevos recubrimientos se pueden utilizar para productos electrónicos, como dispositivos biomédicos implantables, diodos emisores de luz (LED) utilizados en iluminación y pantallas de estado sólido, células solares, y ventanas electrocrómicas orgánicas, que van de opacos a claros cuando se aplica un voltaje. Las películas de barrera desempeñarán un papel importante en el desarrollo de muchos dispositivos electrónicos futuros fabricados con materiales orgánicos. Añadió Graham.
Cómo funciona la deposición de capas atómicas
Las películas de barrera de alto rendimiento generalmente se fabrican con técnicas como la deposición por pulverización catódica o la deposición de vapor químico mejorada con plasma. En estos métodos, el material se "rocía" sobre un sustrato o se hace crecer a partir de un plasma, creando una fina capa que se convierte en la película. Aunque eficiente y común en la industria, estas técnicas a menudo resultan en defectos, requiriendo múltiples recubrimientos para crear buenas películas de barrera.
Con deposición de capa atómica, los investigadores tienen un control preciso hasta el nivel molecular, permitiéndoles adelgazar, incluso películas que tienen defectos mínimos. En este proceso, los investigadores rodean un sustrato con un gas que contiene un átomo de metal en particular como el aluminio. Las moléculas del gas se adhieren al sustrato, formando una sola capa de átomos. Próximo, el exceso de gas se retira de la cámara y se introduce otro gas que luego oxida el metal, creando un óxido de metal que es impermeable al aire o al agua. El proceso se repite para alcanzar el espesor deseado, que es sólo de unos 10 nanómetros. A diferencia de, las películas hechas con técnicas más convencionales son decenas a cientos de veces más gruesas.
Las empresas ya están desarrollando y vendiendo tecnología de deposición de capa atómica, Dice Graham. Pero para uso comercial a gran escala, es necesario trabajar más para mejorar la tecnología, qué tan rápido se depositan los materiales, y la estabilidad química y fiabilidad mecánica de las películas.
