oksidfilmen

Oksidfilmen, eller oxidlagret, är en tunn film av metalloxider som bildas på ytan av ett material, oftast en metall eller ett halvledare, genom oxidation i luft eller i vätska. Filmen kan vara inhemsk (naturlig) eller bildas genom kontrollerad behandling som anodisering, termisk oxidation eller kemisk oxidation. Tjockleken varierar från några ångström till mikrometer beroende på material och process.

Bildningsprocessen sker vanligtvis vid exponering för syre, men kan förstärkas av anodisering eller uppvärmning. Oksidfilmen kan vara amorf eller kristallin och består av olika metalloxider som bestämmer dess täthet, sammansättning och elektriska eller optiska egenskaper. Den fungerar ofta som en diffusionsbarriär och kan ge korrosionsskydd genom att skapa ett passivationsskikt; defekter eller tunna regioner kan leda till lokala korrosionshändelser.

Exempel på vanliga oxide filmer inkluderar aluminiumoxid (Al2O3) som skyddar aluminium, kromoxid på rostfritt stål som bidrar till passivationen, samt kiseldioxid (SiO2) på kiselsubstrat som fungerar som dielektrikum i elektronik. Titandioxid (TiO2) används i färger, solceller och optiska beläggningar.

Användningar omfattar korrosionsskydd, optiska och dielektriska tillämpningar samt passivering av ytor i industriell miljö och elektronik. I elektroniken används oxidskikt som dielektriska lager i MOS-strukturer och som passiverande ytskikt i olika komponenter.

Karakterisering av oksidfilmen görs med tekniker som XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), ellipsometri, röntgendiffraktion (XRD) och TEM. Viktiga utmaningar är att uppnå jämn och kontrollerad tjocklek samt exakt sammansättning och att behålla integriteten under driftförhållanden.