Depunerea stratului atomic este un proces chimic utilizat la fabricarea microprocesoarelor, a filmelor optice și a altor filme subțiri sintetice și organice pentru senzori, dispozitive medicale și electronice avansate, în care un strat de material de numai câțiva atomi în grosime este depus cu precizie pe un substrat. . Există mai multe abordări și metode de depunere a straturilor atomice și a devenit o caracteristică esențială a cercetării în nanotehnologie și a cercetării științei materialelor în inginerie electrică, energie și aplicații medicale. Procesul implică adesea epitaxia stratului atomic sau epitaxia stratului molecular, unde un strat foarte subțire de substanță cristalină sub formă de metal sau compus de siliciu semiconductor este atașat la suprafața unui strat mai gros de material similar.
Depunerea de film subțire este un domeniu de cercetare și producție de produse care necesită expertiza mai multor discipline științifice datorită stratului fin de control care trebuie exercitat pentru a produce dispozitive și materiale utile. Adesea implică cercetare și dezvoltare în fizică, chimie și diferite tipuri de inginerie, de la inginerie mecanică la inginerie chimică. Cercetările în chimie determină modul în care au loc procesele chimice la nivel atomic și molecular și care sunt factorii autolimitatori pentru creșterea cristalelor și a oxizilor metalici, astfel încât depunerea stratului atomic să poată produce în mod constant straturi cu caracteristici uniforme. Camerele de reacție chimică pentru depunerea stratului atomic pot produce viteze de depunere de 1.1 angstromi sau 0.11 nanometri de material pe ciclu de reacție, prin controlul cantității de diferite substanțe chimice reactante și a temperaturii camerei. Substanțele chimice comune utilizate în astfel de procese includ dioxid de siliciu, SiO2; oxid de magneziu, MgO; și nitrură de tantal, TaN.
O formă similară de tehnică de depunere a filmului subțire este utilizată pentru a crește filmele organice, care de obicei începe cu fragmente de molecule organice, cum ar fi diferite tipuri de polimeri. Materialele hibride pot fi, de asemenea, produse folosind substanțe chimice organice și anorganice pentru utilizare în produse precum stenturile care pot fi plasate în vasele de sânge umane și acoperite cu medicamente cu eliberare în timp pentru a combate bolile de inimă. Cercetătorii Alberta de la Institutul Național de Nanotehnologie din Canada au creat un strat similar de peliculă subțire cu un stent tradițional din oțel inoxidabil pentru a susține arterele prăbușite deschise începând cu 2011. Stent-ul din oțel inoxidabil este acoperit cu un strat subțire de silice de sticlă care este folosit ca un substrat de care să se lege materialul carbohidrat de zahăr care are o grosime de aproximativ 60 de straturi atomice. Carbohidratul interacționează apoi cu sistemul imunitar într-un mod pozitiv pentru a împiedica organismul să dezvolte un răspuns de respingere la prezența stentului de oțel în arteră.
Există sute de compuși chimici utilizați în depunerea stratului atomic și au numeroase scopuri. Una dintre cele mai cercetate din 2011 este dezvoltarea materialelor dielectrice de înaltă k în industria circuitelor integrate. Pe măsură ce tranzistoarele devin din ce în ce mai mici, sub dimensiunea de 10 nanometri, un proces cunoscut sub numele de tunel cuantic în care sarcinile electrice se scurg prin bariere izolatoare face ca utilizarea tradițională a dioxidului de siliciu pentru tranzistori să nu fie practic. Filmele de material dielectric de înaltă k sunt testate în depunerea stratului atomic ca înlocuitori includ dioxid de zirconiu, ZnO2; dioxid de hafniu, HfO2; și oxid de aluminiu, Al2O3, deoarece aceste materiale demonstrează o rezistență mult mai bună la tunel.