Технология Молекулярного наслаивания (МН)

Технологией молекулярного наслаивания можно покрывать подложки сложной формы и большой поверхности однородным по толщине слоем синтезируемого 1 вещества, что является его уникальным отличием от всех известных способов нанесения тонких пленок. Воспроизводимый на атомном уровне процесс роста позволяет получать пленки заданной с точностью до монослоя толщины, в том числе с чередованием слоев различных химических соединений.

В настоящее время в России изготавливается исследовательское и разрабатывается промышленное оборудование для молекулярного наслаивания. Процесс синтеза полностью автоматизирован. Синтез может проводиться как при пониженном (например 0.1 - 0.01 Па), так и при атмосферном давлении в потоке инертного газа-носителя. Технология обеспечивает высокую равномернось нанесения пленок: отклонение по толщине слоя не превышает 1 0/0 по площади Первая автоматизированная вакуумная установка молекулярного наслаивания пластины диаметром 200 мм. 1977 г. (From V.B.Aleskovskii's «Framework» Hypothesis to the Method of Molecular.

Толщина получаемых пленок зависит не от длительности проведения процесса Layering/ Atomic Layer Deposition. / A.A.Malygin, V.E.Drozd, A.A.Malkov, V.M.Smirnov // роста, как в других методах, а от числа повторяющихся циклов роста. CVD.- 2015.- V.21, Мо 10-12.- Р. 216-240).

Технология Молекулярного наслаивания (МН) разработана в шестидесятые годы сотрудниками Ленинградского технологического института им. Ленсовета В.Б. Алесковским и с и. Кольцовым. Технология МН известна за рубежом как ALD Atomic Layer Deposition.

Преимущество технологии молекулярного наслаивания (МН)

  • Полное повторение сложных форм покрытия на плоских и 3D подложках, и дисперсных материалах
  • Сверхточный контроль толщины
  • Превосходная адгезия пленки
  • Превосходная однородность
  • Пленки с отсутствием микроотверстий и дефектов
  • Воспроизводимый процесс
  • Низкие температуры процессов
  • Дифференцированные или смешанные слои/наноламинать
2021-05-26_11-52-48

Где применяются технологии (МН)?

2021-05-26_13-40-12 Машиностроение
Твёрдотельные смазки
Износостойкие покрытия
Катализаторы
Суперконденсаторы
Аккумуляторы
Нанофлоидные теплоносители

2021-05-26_13-39-45

Медицина
Медицинские инструменты
Протезирование
Фармакология
Рентгенография

2021-05-26_13-40-20

Энергетика
Солнечные фотоэлементы
Аккумуляторные батареи

2021-05-26_13-40-38

Оптика
Электролюминесцентные дисплеи
Микроканальныее пластины
Оптические фильтры
Прозрачные проводники
Просветляющие покрытия
Фотонные кристаллы
Интегрированная оптика
Блокировка УФ
Зонные пластины Френеля

2021-05-26_13-40-59

Экология
Системы фильтрации
Упаковка продуктов питания
Диффузионный барьер

2021-05-26_13-41-07

Электронника
Полупроводники
Микро / маноэлектроника
Электроды и диэлектрики
Головки чтения жестких дисков
Диффузионные барьеры
Многослойные конденцаторы
МЭМС/НЭМС (MEMS/NEMS)

2021-05-26_13-40-45

Защита и декор
Горючие материалы
Ювелирные изделия
Рабочие поверхности гаджетов


2021-05-26_13-40-12 Машиностроение


Износостойкие покрытия
Малеклярное наслаивание как способ защиты от коррозии и царапен

2021-05-26_14-14-40
Сверхтонкие износостойкие пленки оксида аллюминия (A1203 ) или оксида аллюминия/оксида титана (A1203/Ti02 ) представляют собой однородные покрытия на трехмерных объектах толщиной всего 20-200 нм.
Они препятствуют возникновению царапин, защищают от коррозии, тем самым увеличивают срок службы и производительность обработанной детали.


Твёрдотельные смазки
Малеклярное наслаивание уменьшает фрикционный износ
2021-05-26_14-18-02
Некоторые из пленок Молекулярного наслаивания прекрасные смазки. Например, пленка на основе диметилового эфира октадецилмановой кислоты толщиной в одну молекулу (2,5 нм), нанесенная на кремний, обеспечивает коэффициент трения со стальным шариком 0,05-0,07 и не истирается в течение 6000 возвратнопоступательных проходов при нагрузке в 0,3 Н, что как минимум на пять порядков превосходит силы, действующие в МЭМС (микроэлектромеханические системы). Если эту пленку использовать в узлах трения МЭМС, она будет практически вечной.

2021-05-26_13-40-38 Оптика

Электролюминесцентные дисплеи
В современном широком сегменте дисплейной продукции электролюминесцентные дисплеи (ЭЛД занимают свою особую нишу среди устройств отображения. Их с успехом используют в медицинском оборудовании, системах управления ПРОМЫШЛЕННЫМИ объектами, контрольно-измерительном оборудовании, на транспорте, в системах связи, авиационном оборудовании.

Электролюминесцентные дисплеи имеют ряд преимуществ: высокое разрешение, контрастность, угол обзора ЭЛД экономия энергопотребления.
2021-05-26_14-22-17
Технология молекулярного наслаивания обеспечивает прочные изолирующие слои, позволяющие использовать прозрачные электроды из окиси индия и олова поверх конструкции прибора. С усовершенствованной плёнкой без рассеивания относительный контраст при высокой окружающей освещённости повысился до уровня хорошей читабельности, а светопропускание возросло до 84%.

Микроканальныее пластины
Малеклярное наслаивание усиливает свойство микроканальные пластин
2021-05-26_14-25-01
Микроканальные пластины вакуумный прибор, принцип действия которого основан на канальном вторично-эмиссионном умножении электронов. Предназначены для детектирования и усиления сигналов от пространственно-организованных потоков заряженных частиц и излучений. Применение микроканальных пластин в приборах ночного видения является едва ли не главным применением в современной промышленности.
Особенности структуры микроканальных пластин, представляющих собой стеклянные диски с несколькими миллионами сквозных отверстий и имеющих развитую поверхностную структуру, затрудняют применение обычных технологий для улучшения их характеристик.
Технология Молекулярного наслаивания обладает уникальной возможностью покрывать равномерным тонким слоем поверхность образцов содержащих каналы поры. МН позволяет усилить поток электронов и обработать массив оптической информации. Такой подход позволяет заменить неорганические стекла на органические полимерные матрицы.

2021-05-26_13-41-07 Электронника

Головки чтения жестких дисков
Малеклярное наслаивание как сохранение информации

2021-05-26_14-28-55 В настоящее время самые современные процессоры, память и жесткий диск производятся с использованием технологии молекулярного наслаивания.
диски в накопителе HDD представляют собой пластины из алюминия, стекла или керамики с нанесенным на них слоем ферромагнетика. Состав магнитного покрытия достаточно сложен - оно, как правило, наносится путем напыления или вакуумного осаждения.
Металлические пленочные покрытия обеспечивают более высокую плотность записи и прочность поверхности диска. Прочность покрытия особенно важна при использовании жестких дисков в переносных компьютерах, где велика вероятность ударов.
Молекулярное наслаивание A1203 в качестве пассивирующего слоя для головок чтения жесткого диска обладает высоким значением электрического пробоя (9 - 10 МВ/см), что гарантирует лучшую производительность и надежность.

2021-05-26_13-40-20 Энергетика

Солнечные фотоэлементы
Малеклярное наслаивание как преобразование энергии

Локализованный эффект «поля на тыльной поверхности» - солнечный элемент с пассивированными эмиттерной и тыльной поверхностями (PERC). Улучшение абсолютной эффективности 1-2%.2021-05-26_14-41-31
Времена жизни зарядов более 10 мс были измерены на подложках кристаллического кремния для солнечных элементов, пассивированных с помощью ALD АРОЗ.
Низкотемпературная нанпленка Zn-Yg-O как буферный слой для заменя Cd содержащих материалов, что приводит к увеличению эффективности солнечных устройств на основе диселенида галлия- индия- меди (ClGS).

Аккумуляторные батареи
Малеклярное наслаивание как эффективная энергопередача

Молекулярное тонкопленочное покрытие металлического электрода позволяет создавать аккумуляторные батареи с высокой эффективностью аккумулирования энергии.2021-05-26_14-44-40
Нанопленка предохраняет электрод аккумуляторной батареи от быстрого разрушения, и улучшает его свойства к энергоотдаче, что увеличивает срок службы и производительность АКБ в несколько раз.

2021-05-26_13-39-45 Медицина

Медицинские инструменты
2021-05-27_10-17-43

С учетом стойкости к агрессивным средам, в том числе биологическим, технология молекулярного наслаивания способна обеспечить защиту от коррозии и износа медицинских инструментов, а также для таких устройств, как ортопедические протезы, титановые ИМПЛаНТЫ и стенты в желчных протоках, увеличивая тем самым эксплуатационные сроки.

Фармакология
2021-05-27_10-22-59
Использование нанопленки в лекарственных формах с регулируемым высвобождением действующего вещества, позволяет более точно рассчитать время действия препарата для достижения терапевтического эффекта.

Протезы и импланты
2021-05-27_10-25-15
Наноплёнки на основе нитрида бора эффективно уничтожают микробные патогены, тем самым защищают имплант от бактериальных и грибковых инфекций, что позволяет отказаться от лечения воспалений вокруг имплантатов с помощью инъекций антибиотиков в больших дозах, которые часто приводят к побочным эффектам.

Рентгенография
2021-05-27_10-27-33
Соединение молекулярного наслаивания AI203 обеспечивает относительно низкое поглощение рентгеновских лучей, использование тонкой пленки помогает сохранить рентгенопрозрачность оптических берилиевых элементов. Тем самым решить проблему защиты и безопасной работы с бериллиевыми рентгенооптическими элементами на источниках синхротронного излучения.

2021-05-26_13-40-59 Экология

Упаковка продуктов питания

2021-05-26_15-44-46

Технология молекулярного наслаивания экологически безопасна и используется в сфере упаковки различных материалов для уменьшения отходов.

При молекулярном наслаивании во время

производства возникает превосходное сопротивление проникновению газа, при этом структура получающейся упаковки сравнима с керамикой или стеклом, препятствует проникновению кислорода и влаги.

Сверхтонкая пленка молекулярного наслаивания A1203 обладает превосходными свойствами барьера против доступа кислорода и диффузии влаги в различные упаковочные материалы

К примеру, при упаковке шоколада теперь можно обходиться без алюминиевой фольги, просто покрывая пленкой молекулярного наслаивания саму обёртку. Полный отказ от фольги в этом случае поможет значительно сократить расходы на материалы


Системы фильтрации

2021-05-27_10-29-38
Молекулярное наслаивание ZnO сдерживает рост бактерий E.Cdi и S. Aureus
2021-05-26_15-49-08
Эксперименты показали, что в результате ПРЯМОГО контакта бактерии кишечной палочки E.coli с нанопластинками оксида графена в течение 1 часа на поверхности мембраны погибает 650/0 бактерии, при этом транспортные свойства мембраны не ухудшаются.
Оксидированную форму графена получают, используя хорошо известные, относительно недорогие методы химического окисления графита. Поэтому композитные мембраны на основе полимеров с добавлением оксида графена можно производить в ПРОМЫШЛЭЧНЫХ масштабах.
Технология МН ZnO может быть использована для очистки воды: без хлора, масштабируемый процесс с низким расходом энергии.

2021-05-26_13-40-45 Защита и декор

Горючие материалы
2021-05-27_10-33-20
Применение технологии Молекулярного наслаивания при производстве пенопласта как полимера, позволяет сократить его горючесть в 8-10 раз.

Ювелирные изделия
Возможности технологии МН на примере ускоренного коррозионного теста с тиоацетамидом. В основе технологии лежит процесс нанесения абсолютно прозрачных, равномерных двухкомпонентных покрытий молекулярного наслаивания A1203 и Ti02.
2021-05-26_15-55-07
Ценные предметы, такие как ювелирные украшения из благородных металлов и коллекционные монеты, могут быть защищены от старения, потемнения и изменения цвета с помощью технологии МН.

Рабочие поверхности гаджетов
Малеклярное наслаивание для создания покрытий, предотвращяющих образование трещин
2021-05-26_16-05-32
Молекулярное наслаивание для создания покрытий, предотвращающих образование трещин. Микродефекты приводят к уменьшению прочности стекла.
Покрытия Молекулярного наслаивания A1203 и Si02 увеличивают прочность стекла, при этом оставаясь оптически прозрачным.
Тонкопленочное покрытие на стекле может заполнять дефекты поверхности и улучшать механические свойства стекла против образования трещин.

Сравнение технологий осаждения тонких покрытий

Параметр

мн

молекулярно-лучевая эпитаксия

химическое осаждение из газовой фазы

магнетронное распыление

термическое испарение

однородность толщины

превосходная

хорошая

хорошая

приемлемая

приемлемая

плотность пленки

хорошая

хорошая

хорошая

приемлемая

хорошая

покрытие рельефных ступенек

полное

зависит от процесса

неполное

неполное

неполное

адгезия между пленкой и образцом

хорошая

зависит от процесса

плохая

плохая

зависит от процесса

осаждение при низкой температуре

зависит от процесса

зависит от процесса

зависит от процесса

зависит от процесса

зависит от процесса

скорость осаждения

зависит от процесса

хорошая

хорошая

хорошая

хорошая

осаждение в промышленном производстве

используется

используется

используется

используется

редко используется

Основные характеристики базового оборудования Молекулярного наслаивания

Выделяют три основных направления в оборудовании для химической обработки материалов методом молекулярного наслаивания:
1. Проточная нанотехнология преимущественно, для модифицирования высокодисперсных и пористых материалов (неорганические и органические наполнители, пигменты, пористые сорбенты, носители гетерогенных катализаторов, люминофоры, порошки для синтеза керамики, волокна и др.), характеризующиеся развитой поверхностью и большим отношением величины поверхности к объему.
2. Вакуумная нанотехнология для получения материалов полупроводниковой техники, тонких пленок в нано , микро и оптоэлектронике, т. е. процессы, где в качестве матриц используют объекты с большим отношением объема к величине поверхности.
3. Комбинированная проточно-вакуумная нанотехнология для синтеза наноструктур (оксидных, нитридных, углеродных, сульфидных, металлических) на поверхности матриц различной химической природы.

Мировые лидеры по оборудованию Молекулярного наслаивания
2021-05-26_16-10-59

Технология молекулярного наслаивания известна за рубежом как ALD - Atomic Layer Deposition.
Целый ряд зарубежных фирм в таких странах как: России, США, Германия, Финляндия и Китай разрабатывает и выпускает оборудование и установки для молекулярного наслаивания

ООО «СП«СТАРТ» предлогает:

  • Консультацию при подборе оборудования в условиях поэтапной модернизации существующих производств.
  • Совместную работу с заказчиком над проектированием и созданием новых производств и производственных центров.
  • Тщательный подбор и комплектация технологического оборудования.
  • Обучение персонала.
  • Высококачественный и своевременный сервис.

    Остались вопросы?
    Звоните 8 (800) 222-59-90
    Пишите.