oxidellaag

Een oxidellaag is een dunne film van oxide die zich vormt op het oppervlak van een materiaal door oxidatie. Bij metalen ontstaat de laag meestal door reactie met zuurstof uit de lucht of water, terwijl bij halfgeleiders en keramieken oxiden ook speciaal gevormde lagen ontstaan om gewenste eigenschappen te verkrijgen.

Oorsprong en structuur: oxidelagen ontstaan door chemische reacties tussen het materiaal en oxidatoren zoals O2, H2O of opgeloste zuurstof. De dikte varieert van enkele angstromen tot tientallen nanometers, afhankelijk van materiaal, omgeving en blootstellingsduur. Oxides kunnen amorf of kristallijn zijn en groeien volgens verschillende mechanismen, soms parabolisch bij hoge temperaturen.

Functie en betekenis: voor veel metalen biedt een passieve oxide laag een beschermende barrière tegen verdere corrosie. In halfgeleiders is oxide zoals SiO2 cruciaal als isolator en als gate- of interface-oxide in elektronische schakelingen. Oxidelagen beïnvloeden ook optische eigenschappen, elektrisch isoleren en mechanische functioneren van materiaal.

Voorbeelden en toepassingen: aluminiumoxide (Al2O3) en titaniumdioxide (TiO2) komen vaak voor in coatings en beschermlagen; siliciumdioxide (SiO2) is essentieel in de micro-elektronica en als antireflecterende coating. Oxide lagen kunnen ook optreden als roestlagen op ijzer en staal, met een belangrijke rol in corrosiebeheer.

Productie en evaluatie: oxidelagen ontstaan vaak natuurlijk, maar kunnen doelbewust worden gevormd door thermische oxidatie, anodisatie of chemische oxidatie. De kwaliteit en dikte worden bepaald met technieken zoals X-ray photoelectron spectroscopy, ellipsometrie en elektronenmicroscopie.