Subnanometerfilmen

Subnanometerfilmen är en ultratunn beläggning vars tjocklek är mindre än en nanometer. Den motsvarar ofta ett eller några få atomlager och uppträder på substrat av metalliska, keramiska eller organiska ytor. På denna tunnhet bestäms många egenskaper i närvaro av gränssnittet till substratet, och små variationer i tjocklek eller sammansättning kan ge betydande skillnader i fysik och kemi.

Tillverkning och kontroll görs med depositionstekniker som möjliggör mycket exakt tjocklekskontroll. Exempel är ALD (atomlagerdeposition), MBE (molekylärstråleepitaxi) och andra PVD-/sputterprocesser. Dessa metoder gör att man kan lägga på färre än två atomlager. Uppföljning sker i realtid med tekniker som RHEED, LEED, STM/AFM, samt metoder som ellipsometri och XRR för slutlig tjocklek och densitet.

Egenskaperna hos subnanometerfilmer präglas av kvantkonfinering och av stark interaktion med gränssnittet mot substratet. Elektroniska och optiska egenskaper kan skilja sig väsentligt från motsvarande bulkmaterial. Strukturella anpassningar, mechanisk spänning och interdiffusion vid gränssnittet påverkar filmens stabilitet, transport-egenskaper och reaktivitet.

Utmaningar och tillämpningar omfattar skapande av kontinuerliga filmer utan pinholes, kontroll av gränssnittets kemi och undvikande av oönskad diffusion. Subnanometerfilmer används bland annat som skyddande eller barriärskikt, som katalysatorstöd med hög yta och i nanoelektronik samt optoelektronik där mycket tunna skikt krävs för funktionella gränssnitt.