Οι επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης κατασκευάζονται από διηλεκτρικές, μεταλλικές και ενώσεις οξειδίου που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία ημιαγωγών, στον στρατό και σε εφαρμογές οπτικών συσκευών. Οι διαδικασίες παραγωγής συνήθως περιλαμβάνουν φυσική εναπόθεση ατμών, όπως εναπόθεση με ψεκασμό, ή εναπόθεση χημικών ατμών όπου χημικές αντιδράσεις και πλάσματα υψηλής ενέργειας χρησιμοποιούνται για την εναπόθεση του φιλμ. Οι επικαλύψεις που ταξινομούνται ως λεπτές μεμβράνες θεωρούνται γενικά ότι έχουν μέγιστο πάχος 1,000 micron ή XNUMX νανόμετρα και μπορεί να είναι σιδηρομαγνητικές, κεραμικές ή κάποιου επιπέδου αγώγιμο ή μονωτικό υλικό.
Οι οπτικές επικαλύψεις είναι ένας από τους κύριους τομείς παραγωγής για επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης και παρέχουν σημαντικές χρήσεις όπως για φίλτρα λέιζερ και προστασία ματιών για χειρουργική με λέιζερ στην ιατρική. Οι αντιανακλαστικές επιστρώσεις χρησιμοποιούνται ευρέως σε φακούς που βρίσκονται σε κάμερες, τηλεσκόπια και συσκευές αναπαραγωγής δίσκων ψηφιακού βίντεο (DVD) για τη μείωση της κανονικής ανάκλασης φωτός που θα μείωνε την απόδοση τέτοιου εξοπλισμού. Ορισμένες επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης στον τομέα της οπτικής είναι επίσης πολυστρωματικές για να αλληλεπιδρούν διαφορετικά με διάφορα μήκη κύματος φωτός και χρησιμοποιούνται σε οθόνες υπολογιστών, γυαλιά ματιών με ανακλαστικές και αντιανακλαστικές ιδιότητες και τηλεοπτικές κάμερες. Οι αντανακλαστικές οπτικές επιστρώσεις είναι καθρέφτες και συνήθως κατασκευάζονται από αλουμίνιο, χρυσό ή ασήμι, όπου χρησιμοποιούνται σε φωτοτυπικά μηχανήματα, σαρωτές γραμμωτού κώδικα και βιομηχανικά και στρατιωτικά λέιζερ υψηλής ισχύος.
Οι κεραμικές λεπτές μεμβράνες χρησιμοποιούνται για την επίστρωση εργαλείων κοπής που εκτίθενται σε χημικές και θερμικές καταπονήσεις, σε ιατρικές χρήσεις για τις αδρανείς ιδιότητές τους και σε πολλούς άλλους τομείς. Υποστρώματα για μπαταρίες ιόντων λιθίου που αποτελούνται από κεραμικές επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ηλεκτρονικών από το 2011 και έχουν τελειοποιηθεί μετά από πάνω από μια δεκαετία έρευνας στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στις ΗΠΑ. Η κεραμική βάση για το ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι μια πλατφόρμα για εμφυτευμένες μπαταρίες που μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών, από -4° έως 284° Fahrenheit (-20° έως 140° Κελσίου) και να έχουν οποιοδήποτε σχήμα ή μέγεθος, και αυτό δίνει κυκλώματα ευρύτερες εφαρμογές από αυτές του συμβατικού σχεδιασμού. Η ικανότητά τους να λειτουργούν σε θερμοκρασία έως και 536° Fahrenheit (280° Κελσίου) εάν είναι απαραίτητο, τα καθιστά χρήσιμα για αισθητήρες, έξυπνες κάρτες και εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές, όπως απινιδωτές και νευροδιεγέρτες.
Τα ευαισθητοποιημένα με χρωστικές ηλιακές κυψέλες (DSSCs) βασίζονται επίσης στην εναπόθεση λεπτού φιλμ διοξειδίου του τιτανίου, TiO2, αν και έχουν συνήθως πάχος 5 έως 20 μικρά. Η τεχνολογία περιλαμβάνει έναν συνδυασμό επιστρώσεων λεπτής μεμβράνης κεραμικών, ημιαγωγών και οπτικών υλικών και έχει σχεδιαστεί για να διαρκεί για 20 χρόνια έκθεσης στο ηλιακό φως. Τα σχέδια στερεάς κατάστασης για τα ηλεκτρονικά αυτών των ηλιακών κυψελών προσφέρουν την υπόσχεση ότι θα τα καταστήσουν πιο οικονομικά και πιο απλά στην παραγωγή από τα τυπικά ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο.