تفاوت میان نسخه‌های «لایه نازک»

۲۷۶ بایت اضافه‌شده ،  ۱ ماه پیش
بدون خلاصه ویرایش
جز (جایگزینی با اشتباه‌یاب: ایده‌آل⟸ایدئال)
برچسب‌ها: متن دارای ویکی‌متن نامتناظر ویرایش‌گر دیداری
'''لایه نازک''' {{به انگلیسی|'''Thin film'''}} لایه ایلایه‌ای از مواد است که ضخامتی بین کسری از [[نانومتر]] (تک لایه) تا چند [[میکرومتر (یکا)|میکرومتر]] دارد. سنتز کنترل شده ی مواد به عنوان لایه هایلایه‌های نازک (فرایندی که به آن رسوب گفته می شودمی‌شود) یک گام اساسی برای بسیاری از کاربردها است. یک مثال آشنا [[آینه]] خانگی است که به طور معمول دارای یک روکش فلزی نازک در پشت یک صفحه شیشه ایشیشه‌ای برای ایجاد یک سطح بازتابنده است. فرایند نقره پوش سازی (آب نقره کاری) زمانی برای تولید آینه هاآینه‌ها استفاده می شد،می‌شد، در حالی که اخیراً لایه فلزی با استفاده از تکنیک هایی مانند کند و پاش (Sputtering) رسوب داده می شودمی‌شود. پیشرفت در تکنیک های رسوب لایه نازک در طول قرن بیستم، سبب طیف گسترده ایگسترده‌ای از پیشرفت های فناوری در زمینه های مختلف شده است، مانند [[ذخیره‌سازی مغناطیسی|رسانه ذخیره مغناطیسی]]، [[دستگاه نیمه‌رسانا|دستگاه های نیمه هادی الکترونیکی]]، [[ال‌ئی‌دی|LED]] ها، [[پوشش نوری|روکش های نوری]] (مانند [[شیشه ضد انعکاس|روکش های ضد بازتاب]])، روکش های سخت روی ابزارهای برش، تولید انرژی (به عنوان مثال [[سلول خورشیدی فیلم نازک|سلول های خورشیدی لایه نازک]] ) و ذخیره سازی انرژی ( باتری های لایه نازک). این مواد همچنین در زمینه داروسازی با روش "دارو رسانی به کمک لایه های نازک" کاربرد دارند. توده ایتوده‌ای از لایه های نازک، چند لایه (multilayer) نامیده می شودمی‌شود.
 
علاوه بر اهمیت کاربردی، لایه های نازک نقش مهمی در توسعه و مطالعه مواد با ویژگی های جدید و منحصر به فرد ایفا می کنندمی‌کنند. به عنوان مثال می توانمی‌توان به [[چند وجهی|مواد multiferroic]] و ابر لایه ها اشاره کرد که امکان بررسی پدیده های کوانتومی را فراهم می آورندمی‌آورند.
 
== فرایند رسوب گذاری (Deposition) ==
اعمال کردن یک لایه نازک بر روی یک سطح، ''رسوب گذاری لایه نازک'' نامیده می شود؛می‌شود؛ در واقع این فرایند شامل هر تکنیکی برای رسوب گذاری یک لایه نازک از مواد روی یک [[بستر (علم مواد)|بستر]] یا روی لایه های قبلی رسوب شده است. "نازک" یک اصطلاح نسبی است، اما اکثر تکنیک های رسوب ضخامت لایه را تا چند ده [[نانومتر]] کنترل می کنندمی‌کنند. [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]]، [[فیلم Langmuir – Blodgett|روش لانگمویر-بلودت]]، رسوب لایه اتمی و رسوب لایه مولکولی اجازه می دهندمی‌دهند که یک تک لایه از [[اتم|اتم ها]] یا مولکول ها در یک زمان رسوب داده شوند.
 
استفاده از لایه های نازک در تولید وسایل [[نورشناسی|اپتیکی]] (به عنوان مثال روکش های [[بازتاب]]نده - [[روکش آنتی‌رفلکس|ضد بازتاب]] و یا [[شیشه خودتمیزشونده|شیشه های خود تمیز شونده]])، [[الکترونیک]]ی (لایه هایی از [[عایق الکتریکی|نارساناها]]، [[نیم‌رسانا|نیمه رسانا ها]] و [[رسانای الکتریکی|رساناها]] که [[مدار مجتمع|مدارات مجتمع]] را می سازندمی‌سازند)، بسته بندی (به عنوان مثال، ورق های PET پوشش داده شده با آلومینیوم) و در [[هنر معاصر]] (به کار [[Larry Bell (artist)|لری بل]] مراجعه کنید) مفید است. گاهی اوقات که ضخامت مهم نیست، فرایندهای مشابه مورد استفاده قرار می گیرندمی‌گیرند: برای مثال پالایش مس با [[آبکاری الکترولیتی|آبکاری]] و رسوب [[سیلیسیم|سیلیکون]] و [[اورانیم|اورانیوم]] غنی شده توسط یک فرایند شبه [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|CVD]] پس از پردازش فاز گاز.
 
بسته به اینکه فرایند در درجه اول [[شیمی]]ایی باشد یا [[فیزیک]]ی، تکنیک های رسوب گذاری در دو دسته گسترده قرار می گیرندمی‌گیرند.<ref>{{Cite book|editor-last=Knoll|editor-first=Wolfgang Knoll|editor2-last=Advincula|editor2-first=Rigoberto C.|date=2011-06-07|title=Functional Polymer Films, 2 Volume Set 1st Edition|url=|location=|publisher=Wiley-VCH|page=|isbn=978-3527321902|authorlink=}}</ref>
 
=== رسوب شیمیایی ===
در اینجا، یک [[Precursor|پیش ماده]] سیال بر روی یک سطح جامد دچار تغییر شیمیایی می شودمی‌شود و یک لایه جامد باقی می گذاردمی‌گذارد. یک نمونه روزمره، تشکیل دوده روی یک جسم خنک وقتی درون شعله قرار می گیرد،می‌گیرد، است. از آنجا که مایع جسم جامد را احاطه می کند،می‌کند، رسوب بدون وابستگی چندانی به جهت، بر روی هر سطحی اتفاق می افتدمی‌افتد. لایه های نازک ساخته شده به روش های رسوب شیمیایی به جای ''جهت دار بودن''، همدیس (conformal) هستند.
 
در ادامه، رسوب شیمیایی بیشتر به وسیله فاز پیش ماده طبقه بندی می شودمی‌شود:
 
[[آبکاری]] به پیش ماده های مایع متکی است که اغلب محلول آب به همراه نمکی از فلز مورد نظر برای رسوب گذاری است. برخی فرایندهای آبکاری کاملاً توسط [[واکنش‌گر ناب|مواد واکنشگر]] در محلول (معمولاً برای [[فلزات نجیب]]) هدایت می شوند،می‌شوند، اما تاکنون مهمترین فرایند تجاری [[آبکاری الکترولیتی|آبکاری الکتریکی]] است. این روش برای سالها چندان در پردازش نیمه هادی ها کاربردی نداشت، اما به دلیل استفاده گسترده تر از روش های [[مسطح‌سازی شیمیایی-مکانیکی|صیقل دادن شیمیایی-مکانیکی،]] در حال حاضر دوباره استفاده می گرددمی‌گردد.
 
[[سل-ژل|رسوب محلول شیمیایی]] (CSD) یا [[رسوب شیمیایی حمامی|رسوب به وسیله حمام شیمیایی]] (CBD) از پیش ماده مایعی استفاده می کندمی‌کند که معمولاً محلول پودرهای آلی-فلزی در یک حلال آلی است. این یک فرایند نسبتاً ارزان و ساده تولید لایه نازک است که فازهای کریستالی دقیقی از نظر استوکیومتری تولید می کندمی‌کند. این روش همچنین به عنوان روش '''[[سل-ژل|sol-gel]]''' شناخته می شودمی‌شود زیرا 'sol' (یا محلول) به تدریج به سمت ایجاد سیستم دو فاز ژل-مانند تغییر می یابدمی‌یابد.
 
روش [[روش Langmuir – Blodgett|لانگمویر-بلودت]] از مولکولهایی استفاده می کندمی‌کند که در بالای یک زیرفاز آبی شناور هستند. چگالی فشردگی مولکول ها کنترل می شودمی‌شود و پس از برداشت کنترل شده زیرفاز از روی بستر جامد، تک لایه فشرده شده به روی آن منتقل می شودمی‌شود. این امر امکان ایجاد لایه های نازک از مولکول های مختلف مانند نانوذرات، پلیمرها و لیپیدها را با چگالی فشردگی ذرات و ضخامت لایه کنترل شده فراهم می آوردمی‌آورد.<ref>{{Cite journal|last=Ariga|first=Katsuhiko|last2=Yamauchi|first2=Yusuke|last3=Mori|first3=Taizo|last4=Hill|first4=Jonathan P.|year=2013|title=25th Anniversary Article: What Can Be Done with the Langmuir-Blodgett Method? Recent Developments and its Critical Role in Materials Science|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201302283}}|journal=Advanced Materials|location=Deerfield Beach FL USA|publisher=VCH Publishers|publication-date=2013-10-08|volume=25|issue=45|pages=6477–6512|doi=10.1002/adma.201302283|issn=1521-4095|pmid=24302266}}</ref>
 
[[پوشش دورانی|روکش دورانی]] یا ریخته گری چرخشی، از یک پیش ماده مایع یا پیش ماده [[سل-ژل|سل ژل]] استفاده می کندمی‌کند که روی یک بستر صاف و مسطح رسوب داده شده که در مرحله بعد این بستر با سرعت بالایی چرخانده می شودمی‌شود تا محلول را به روش سانتریفوژ روی بستر پخش کند. سرعتی که محلول با آن چرخانده می شودمی‌شود و [[گران‌روی|ویسکوزیته]] سل، ضخامت نهایی لایه رسوبی را تعیین می کندمی‌کند. می توانمی‌توان رسوبات مکرر را برای افزایش ضخامت لایه ها به مقدار دلخواه انجام داد. پردازش حرارتی اغلب به منظور تبلور لایه ی آمورف رسوب گذاری شده به روش پوشش دورانی، انجام می شودمی‌شود. چنین لایه های کریستالی می توانندمی‌توانند جهت گیری های مرجح خاصی را بعد از تبلور بر روی بسترهای تک [[بلور]]ی نشان دهند.<ref>{{Cite journal|last=Hanaor|first=D.A.H.|last2=Triani|first2=G.|last3=Sorrell|first3=C.C.|date=2011-03-15|title=Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films|journal=Surface and Coatings Technology|volume=205|issue=12|pages=3658–3664|arxiv=1303.2741|doi=10.1016/j.surfcoat.2011.01.007}}</ref>
 
[[لایه‌نشانی غوطه‌وری|روکش Dip]] مشابه روکش چرخشی است به این صورت که یک پیش ماده مایع یا پیش ماده سل ژل روی یک بستر رسوب داده می شود،می‌شود، اما در این حالت بستر کاملاً در محلول فرو می رودمی‌رود و سپس تحت شرایط کنترل شده خارج می شودمی‌شود. با کنترل سرعت برداشت (خارج کردن)، شرایط تبخیر (عمدتاً رطوبت و دما) و قابلیت تبخیر/ گرانروی حلال، ضخامت لایه، همگن بودن و مورفولوژی نانوسکوپی هم کنترل می شوندمی‌شوند. دو رژیم تبخیر وجود دارد: ناحیه مویرگی با سرعت برداشت بسیار کم و منطقه زهکشی با سرعت تبخیر سریعتر.<ref>{{Cite journal|last=Faustini|first=Marco|last2=Drisko|first2=Glenna L|last3=Boissiere|first3=Cedric|last4=Grosso|first4=David|date=2014-03-01|title=Liquid deposition approaches to self-assembled periodic nanomasks|url=|journal=Scripta Materialia|volume=74|issue=|pages=13–18|doi=10.1016/j.scriptamat.2013.07.029|access-date=}}</ref>
 
[[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] (CVD) به طور کلی از یک پیش ماده در فاز گازی، اغلب یک [[هالید]] یا [[هیدرید]] از عنصر مورد نظر، برای رسوب گذاری استفاده می نمایدمی‌نماید. در حالت [[برآرایی بخار فلز-آلی|MOCVD]] از گاز آلی-فلزی استفاده می شودمی‌شود. روش های تجاری اغلب از پیش ماده های گازی با فشارهای بسیار پایین استفاده می کنندمی‌کنند.
 
[[تقویت بخار شیمیایی پلاسما|CVD بهبود یافته با پلاسما]] (PECVD) از بخار یونیزه شده یا [[پلاسما (فیزیک)|پلاسما]] به عنوان پیش ماده استفاده می کندمی‌کند. بر خلاف مثال دوده در بالا، PECVD تجاری برای تولید پلاسما به روش های الکترومغناطیسی (جریان الکتریکی، برانگیختگی [[ریزموج|مایکروویوی]] ) متکی است و نه یک واکنش شیمیایی.
 
رسوب لایه اتمی (ALD)، و روش خواهرش رسوب لایه مولکولی (MLD)، با استفاده از پیش ماده های گازی، لایه های نازک همدیس و تک لایه را در یک زمان رسوب گذاری می کندمی‌کند. این فرایند به دو واکنش تقسیم می شودمی‌شود که به ترتیب و برای هر لایه تکرار می شوندمی‌شوند تا از اشباع کامل لایه پیش از شروع لایه بعدی اطمینان حاصل شود. بنابراین، یک واکنش دهنده ابتدا رسوب می شودمی‌شود و سپس ماده دوم واکنش دهنده رسوب می شودمی‌شود که در طی آن یک واکنش شیمیایی روی بستر اتفاق می افتدمی‌افتد و ترکیب مورد نظر را تشکیل می دهدمی‌دهد. به دلیل این فرایند مرحله به مرحله، این روند از CVD کندتر است اما برخلاف CVD می تواندمی‌تواند در دماهای پایین اجرا شود.
 
=== رسوب فیزیکی ===
رسوب فیزیکی برای تولید یک لایه نازک جامد از روش های مکانیکی، الکترومکانیکی یا ترمودینامیکی استفاده می کندمی‌کند. یک نمونه روزمره شکل گیری [[یخبندان]] (شبنم یخ زده) است. از آنجا که بیشتر مواد مهندسی توسط انرژی های نسبتاً بالایی در کنار هم نگه داشته شده اند و از واکنش های شیمیایی برای ذخیره این انرژی ها استفاده نمی‌شود، سیستم های رسوب فیزیکی تجاری تمایل دارند که برای عملکرد صحیح به بخار کم فشار نیاز داشته باشند؛ بیشتر آنها را می توانمی‌توان به عنوان [[رسوب‌دهی فیزیکی بخار|رسوب بخار فیزیکی]] (PVD) طبقه بندی کرد.
 
ماده ی مورد نظر برای رسوب در یک محیط [[انرژی]] زا و [[آنتروپی|انتروپیک]] قرار می گیردمی‌گیرد تا ذرات ماده از سطح آن فرار کنند. در مقابل این منبع سطح خنک کننده ایکننده‌ای قرار دارد که هنگام رسیدن این ذرات، انرژی آنها را جذب می نمایدمی‌نماید و به آنها اجازه می دهدمی‌دهد یک لایه جامد تشکیل دهند. کل سیستم در یک محفظه رسوب خلأ نگه داشته می شودمی‌شود تا ذرات بتوانند تا حد امکان آزادانه حرکت کنند. از آنجا که ذرات تمایل به دنبال کردن یک مسیر مستقیم دارند، لایه هایی که به روش های فیزیکی رسوب گذاری می می‌''شوند'' معمولاً ''جهت دار'' هستند تا ''همدیس'' .
 
نمونه هایی از رسوب فیزیکی عبارتند از: تبخیر حرارتی که از بخاری با مقاومت الکتریکی برای ذوب مواد استفاده می کندمی‌کند و فشار بخار آن را تا حد مفیدی بالا می بردمی‌برد. این کار در خلأ بالا انجام می شود،می‌شود، هم برای این که بخار بتواند بدون واکنش با یا [[پراکندگی]] از سایر اتم های فاز گازی در محفظه به بستر برسد و هم برای اینکه میزان ترکیب ناخالصی های حاصل از گاز باقیمانده در محفظه خلأ را کاهش دهند. بدیهی است فقط موادی با [[فشار بخار]] بسیار بالاتر از [[المنت گرمایی]] بخاری می توانندمی‌توانند بدون آلوده کردن لایه رسوب داده شوند. [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتکسی پرتو مولکولی]] نوع خاص و پیچیده ایپیچیده‌ای از تبخیر حرارتی است.
 
در روش [[رسوب بخار فیزیکی پرتو الکترون|تبخیر پرتوی الکترونی]] پرتویی پرانرژی از یک [[تفنگ الکترونی]] شلیک می گرددمی‌گردد تا یک نقطه کوچک ماده را به نقطه جوش برساند؛ از آنجایی که گرمایش یکنواخت نیست می توانمی‌توان مواد با [[فشار بخار]] پایین تر را رسوب داد. باریکه معمولاً با زاویه 270 درجه خم می شودمی‌شود تا اطمینان حاصل شود که فیلامان تفنگ مستقیماً در معرض شار تبخیر قرار ندارد. آهنگ رسوب معمولی برای تبخیر پرتوی الکترونی از 1 تا 10 نانومتر بر ثانیه است.
 
در [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]] (MBE) جریانهای کند یک عنصر می توانندمی‌توانند به سمت بستر (زیرلایه) هدایت شوند به طوری که یک لایه اتمی از مواد در یک زمان رسوب کنند. ترکیباتی مانند [[گالیم آرسنید]] معمولاً با اعمال مکرر یک لایه از یک عنصر (یعنی [[گالیم]])، سپس یک لایه از عنصر دیگر (یعنی [[آرسنیک]]) رسوب داده می شوندمی‌شوند به طوری که فرایند شیمیایی و در عین حال فیزیکی باشد؛ این فرایند همچنین به عنوان رسوب لایه اتمی شناخته می شودمی‌شود. اگر پیش ماده های مورد استفاده آلی باشند، به این روش رسوب لایه مولکولی گفته می شودمی‌شود. پرتوی ماده مورد نظر می تواندمی‌تواند به روش فیزیکی (یعنی توسط [[کوره]]) یا با یک واکنش شیمیایی ( epitaxy پرتو شیمیایی) تولید شود.
 
[[کندوپاش|کند و پاش]] به پلاسمایی (معمولاً از جنس یک [[گاز نجیب]] مانند [[آرگون]]) متکی است تا با ضربه زدن، ماده را به صورت چند اتم در هر بار از سطح هدف جدا کند (بکند). هدف را می توانمی‌توان در دمای نسبتاً کم نگه داشت زیرا این روش یکی از انواع روش های تبخیر نیست که همین سبب می شودمی‌شود یکی از انعطاف پذیرترین تکنیک های رسوب به حساب آید. این روش به ویژه برای ترکیبات یا مخلوط ها مفید است که در آنها اجزای مختلف تمایل به تبخیر با آهنگ های متفاوت دارند. توجه داشته باشید که پوشش مرحله کند و پاش کمابیش همدیس است. کند و پاش همچنین در مواد و ابزار نوری کاربرد گسترده ایگسترده‌ای دارد. ساخت کلیه فرمت های CD ،DVD و BD با کمک این تکنیک انجام می شودمی‌شود. این یک تکنیک سریع است و همچنین کنترل ضخامت خوبی را فراهم می نمایدمی‌نماید. در حال حاضر گازهای نیتروژن و اکسیژن نیز در کند و پاش استفاده می شوندمی‌شوند.
 
سیستم های رسوب لیزر پالسی توسط یک فرایند [[کند و سوز|فرسایش]] کار می کنندمی‌کنند. پالسهای [[لیزر]] متمرکز سطح هدف را تبخیر کرده و آن را به پلاسما تبدیل می نمایند؛می‌نمایند؛ این پلاسما معمولاً قبل از رسیدن به بستر دوباره به گاز تبدیل می گرددمی‌گردد.<ref>{{Cite journal|last=Rashidian Vaziri|first=M. R.|last2=Hajiesmaeilbaigi|first2=F.|last3=Maleki|first3=M. H.|date=2011-08-24|title=Monte Carlo simulation of the subsurface growth mode during pulsed laser deposition|journal=Journal of Applied Physics|volume=110|issue=4|pages=043304|bibcode=2011JAP...110d3304R|doi=10.1063/1.3624768}}</ref>
 
رسوب قوس کاتدیک (arc-PVD) که نوعی رسوب پرتو یونی است که در آن یک قوس الکتریکی ایجاد می شودمی‌شود که به معنای واقعی کلمه یون ها را با انفجار از کاتد جدا می نمایدمی‌نماید. این جرقه دارای [[تجمع قدرت، تراکم قدرت|چگالی توان]] فوق العاده بالایی است که منجر به سطح بالایی از [[یونش]] (30-100٪) به علاوه ی یون های شارژ شده، ذرات خنثی، خوشه ها و ذرات بزرگ (قطرات) می گرددمی‌گردد. اگر یک گاز واکنش پذیر در طی فرایند تبخیر وارد شود، در طول برهمکنش با [[شار]] یونی، [[تفکیک (شیمی)|تفکیک]]، [[یونش|یونیزاسیون]] و [[حالت برانگیخته|برانگیختگی]] می توانندمی‌توانند رخ دهند و یک لایه ترکیبی رسوب داده شود.
 
رسوب [[الکترو هیدرودینامیک|الکترو هیدروودینامیکی]] (رسوب با الکترواسپری) یک فرایند نسبتاً جدید رسوب لایه نازک است. مایع موردنظر برای رسوب گذاری به صورت محلول نانوذره یا یک محلول ساده به یک نازل مویین کوچک (معمولاً فلزی) که به ولتاژ بالا متصل است، تزریق می شودمی‌شود. بستری که لایه باید روی آن رسوب داده شود به زمین اتصال دارد. به دلیل تأثیر میدان الکتریکی، زمانی که مایع از [[نازل]] بیرون می آیدمی‌آید شکل مخروطی (مخروط تیلور) به خود می گیردمی‌گیرد و در رأس مخروط جت نازکی ظهور می کندمی‌کند که به سبب محدودیت بار ریلی به قطرات بسیار ریز و کوچک با بار مثبت تجزیه می گرددمی‌گردد. قطرات کوچکتر و کوچکتر می شوندمی‌شوند و در نهایت به عنوان یک لایه نازک یکنواخت روی بستر قرار می گیرندمی‌گیرند.
 
=== حالت های رشد ===
[[پرونده:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Frank-van-der-Merwe <ref>{{Citation|title=Deutsch: Frank-van-der-Merwe-Modus|url=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frank-van-der-Merwe-Modus.svg|date=2007-11|accessdate=2020-03-23|first=David|last=W}}</ref>]]
رشد [[رشد Frank-van der Merwe|Frank-van der Merwe]] <ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-dimensional dislocations. I. Static theory|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=205–216|bibcode=1949RSPSA.198..205F|doi=10.1098/rspa.1949.0095|jstor=98165}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. II. Misfitting Monolayers and Oriented Overgrowth|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=216–225|bibcode=1949RSPSA.198..216F|doi=10.1098/rspa.1949.0096|jstor=98166}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Frank|first=Frederick Charles|last2=van der Merwe|first2=J. H.|date=1949-08-15|title=One-Dimensional Dislocations. III. Influence of the Second Harmonic Term in the Potential Representation, on the Properties of the Model|journal=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences|volume=198|issue=1053|pages=125–134|bibcode=1949RSPSA.200..125F|doi=10.1098/rspa.1949.0163|jstor=98394}}</ref> ("لایه به لایه"). در این حالت رشد، برهم کنش های سطح-جاذب و جاذب-جاذب به تعادل می رسندمی‌رسند. این نوع رشد نیاز به تطابق شبکه ایشبکه‌ای دارد و از این رو مکانیسم رشد "ایدئال" در نظر گرفته می شودمی‌شود.
 
[[رشد Stranski-Krastanov]] <ref>{{Cite journal|last=Stranski|first=I. N.|last2=Krastanov|first2=L.|date=1938-02-10|title=Zur Theorie der orientierten Ausscheidung von Ionenkristallen aufeinander|url=|journal=Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften|volume=146|issue=1|pages=351–364|doi=10.1007/BF01798103|issn=0343-7329|access-date=}}</ref> ("جزایر متصل" یا "لایه به علاوه جزیره"). در این حالت رشد، فعل و انفعالات سطح-جاذب قوی تر از فعل و انفعالات جاذب-جاذب است.
 
Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|last=Volmer|first=M.|last2=Weber|first2=A.|date=1926-01-01|title=Keimbildung in übersättigten Gebilden|url=|journal=Zeitschrift für Physikalische Chemie|volume=119U|issue=1|pages=277–301|doi=10.1515/zpch-1926-11927|issn=0942-9352|access-date=}}</ref> ("جزایر مجزا"). در این حالت رشد، برهم کنش های جاذب-جاذب قوی تر از برهم کنش های سطح-جاذب هستند، از این رو "جزایر" بلافاصله شکل می گیرندمی‌گیرند.
[[پرونده:Stranski-Krastanow-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Stranski-Krastanow <ref>{{Cite journal|title=File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Stranski-Krastanow-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]]
 
=== اپیتاکسی ===
زیر مجموعه ایمجموعه‌ای از فرایندها و کاربردهای رسوب لایه های نازک متمرکز است بر روی رشد به اصطلاح epitaxial مواد و رسوب لایه های نازک کریستالی که به دنبال ساختار بلوری بستر رشد می کنندمی‌کنند. اصطلاح اپیتاکسی از ریشه های یونانی (epi (ἐπί به معنی "بالا/روی"، و تاکسیس (τάξις) به معنی "روشی منظم" می آیدمی‌آید. این اصطلاح را می توانمی‌توان به "تنظیم بر روی (arranging upon)" ترجمه کرد.
[[پرونده:Volmer-Weber-Modus.svg|بندانگشتی|حالت Volmer-Weber <ref>{{Cite journal|title=File:Volmer-Weber-Modus.svg|url=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Volmer-Weber-Modus.svg|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>]]
اصطلاح '''هومواپیتاکسی''' به حالت خاصی گفته می شودمی‌شود که در آن لایه ایلایه‌ای از همان ماده روی یک بستر بلوری رشد می یابدمی‌یابد. به عنوان مثال از این فناوری برای رشد لایه ایلایه‌ای خالص تر از بستر استفاده می شودمی‌شود که چگالی نقصان کمتری به نسبت بستر دارد و همچنین برای تولید لایه هایی با سطح دوپینگ متفاوت. '''Heteroepitxic''' به حالتی اشاره می کندمی‌کند که در آن لایه رسوب داده شده متفاوت از بستر است.
 
تکنیک های مورد استفاده برای رشد epitaxial لایه های نازک شامل [[برآرایی پرتو-مولکولی|اپیتاکسی پرتوی مولکولی]]، [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|رسوب بخار شیمیایی]] و رسوب لیزر پالسی است .<ref>{{Cite journal|last=Rashidian Vaziri|first=M. R.|last2=Hajiesmaeilbaigi|first2=F.|last3=Maleki|first3=M. H.|date=2010-10-07|title=Microscopic description of the thermalization process during pulsed laser deposition of aluminium in the presence of argon background gas|journal=Journal of Physics D: Applied Physics|volume=43|issue=42|pages=425205|bibcode=2010JPhD...43P5205R|doi=10.1088/0022-3727/43/42/425205|issn=1361-6463}}</ref>
 
=== روکش های تزئینی ===
استفاده از لایه های نازک برای روکش های تزئینی احتمالاً نماینده قدیمی ترین کاربرد آنها است. این کاربردها شامل برگهای نازک طلایی با ضخامت حدود 100&nbsp;nm می شوندمی‌شوند که بیش از 5000 سال پیش در هند باستان مورد استفاده قرار می گرفتندمی‌گرفتند. همچنین ممکن است به عنوان هر شکلی از نقاشی شناخته شود، اگرچه این نوع اثر عموماً به عنوان یک هنر دستی در نظر گرفته می شودمی‌شود تا مهندسی یا یک رشته علمی. امروزه لایه های نازک با ضخامت متغیر و [[ضریب شکست]] بالا مانند [[تیتانیوم دی‌اکسید|دی اکسید تیتانیوم]] اغلب برای روکش های تزئینی بر روی شیشه استفاده می شودمی‌شود که به عنوان مثال باعث ایجاد ظاهری به رنگ رنگین کمانی مانند لکه روغن روی آب می گرددمی‌گردد. علاوه بر این، سطوح غیرشفافی که با طلا رنگ شده اند ممکن است با کند و پاش طلا یا [[تیتانیوم نیترید|نیترید تیتانیوم]] تهیه شوند.
 
=== روکش های نوری (اپتیکی) ===
این لایه ها در هر دو سیستم بازتابی و [[شکست نور|شکستی]] به کار می روندمی‌روند. [[آینه|آینه های]] بزرگ (بازتابی) در قرن نوزدهم در دسترس قرار گرفتند و با کند و پاش نقره فلزی یا آلومینیوم روی شیشه تولید می شدندمی‌شدند. عدسی های شکستی برای ابزارهای نوری مانند دوربین ها و میکروسکوپ ها به طور معمول دارای [[ابیراهی نوری|ابیراهی]] هستند، یعنی رفتار شکستی غیر ایدئال دارند. در حالی که قبلاً مجموعه هایی با تعداد بالایی از عدسی ها باید در امتداد مسیر نوری قرار می گرفتند،می‌گرفتند، امروزه ممکن است با روکش کردن (لایه نشانی) عدسی های نوری با [[پوشش نوری|چند لایه]] شفاف دی اکسید تیتانیوم، [[سیلیکون نیترید|نیترید سیلیکون]] یا اکسید سیلیکون و غیره، این ابیراهی ها را اصلاح نمود. یک نمونه ی خوب شناخته شده برای پیشرفت در سیستم های نوری توسط فناوری لایه های نازک، در لنزهای با پهنای چند میلی متر در [[گوشی دوربین‌دار|دوربین تلفن های هوشمند]] نمایان است. نمونه های دیگر روکش های ضد بازتاب روی عینک یا [[صفحه خورشیدی|صفحات]] [[پانل خورشیدی|خورشیدی]] هستند.
 
=== روکش های محافظ ===
لایه های نازک اغلب برای محافظت از قطعه مورد نظر زیرین در برابر تأثیرات خارجی رسوب داده می شوندمی‌شوند. این محافظت ممکن است با به حداقل رساندن تماس با محیط بیرونی انجام گردد تا انتشار (دیفیوژن) از محیط به قطعه کار یا برعکس گاهش یابد. به عنوان مثال، بطری های پلاستیکی لیموناد غالباً توسط لایه های ضد انتشار روکش می شوندمی‌شوند تا از پخش و تجزیه CO <sub>2 جلوگیری کنند</sub> که تحت فشار زیاد وارد نوشیدنی می شودمی‌شود. نمونه دیگر توسط لایه های نازک [[تیتانیوم نیترید|TiN]] در [[مدار مجتمع|تراشه های میکروالکترونیکی]] است که خطوط آلومینیومی رسانا را به صورت الکتریکی از عایق تعبیه شده SiO <sub>2 جدا می کنندمی‌کنند</sub> تا مانع تشکیل Al <sub>2</sub> O <sub>3 گردد</sub>. اغلب، لایه های نازک به عنوان محافظ در برابر [[سایشی (مکانیکی)|سایش]] بین قطعات مکانیکی متحرک عمل می کنندمی‌کنند. به عنوان نمونه هایی از این کاربرد می توانمی‌توان به استفاده از لایه های کربن الماس-مانند (DLC) در موتور اتومبیل ها یا لایه های نازک ساخته شده از [[نانوکامپوزیت|نانوکامپوزیت ها]] اشاره کرد.
 
=== روکش های الکتریکی ===
[[پرونده:MxSnake.png|چپ|بندانگشتی|لایه فلزی با ساختار جانبی در یک مدار مجتمع <ref name="SCT20102">{{Cite journal|last=Birkholz|first=M.|last2=Ehwald|first2=K.-E.|last3=Wolansky|first3=D.|last4=Costina|first4=I.|last5=Baristiran-Kaynak|first5=C.|last6=Fröhlich|first6=M.|last7=Beyer|first7=H.|last8=Kapp|first8=A.|last9=Lisdat|first9=F.|date=2010-03-15|title=Corrosion-resistant metal layers from a CMOS process for bioelectronic applications|journal=Surface and Coatings Technology|volume=204|issue=12–13|pages=2055–2059|doi=10.1016/j.surfcoat.2009.09.075|issn=0257-8972}}</ref>]]
لایه های نازک از عناصر فلزی مانند مس، آلومینیوم، طلا یا نقره و غیره و آلیاژهای آنها کاربردهای بی شماری در دستگاههای الکتریکی یافته اند. به دلیل [[مقاومت ویژه و رسانندگی الکتریکی|هدایت الکتریکی]] بالایشان قادرند جریانهای الکتریکی را عبور دهند یا ولتاژ را تغذیه کنند. لایه های فلزی نازک در سیستم های الکتریکی معمولی استفاده می گردند،می‌گردند، مثلاً به عنوان لایه های مس روی [[برد مدار چاپی]]، یا به عنوان اتصال به زمین بیرونی در [[کابل کواکسیال|کابل های کواکسیال]] و اشکال مختلف دیگر مانند سنسورها و غیره.<ref>{{Cite book|last=Korotcenkov|first=Ghenadii|date=2013-09-18|chapter=Thin metal films|title=Handbook of Gas Sensor Materials: Properties, Advantages and Shortcomings for Applications|series=Integrated Analytical Systems|chapterurl=|location=|publisher=Springer|pages=153–166|isbn=978-1461471646|authorlink=}}</ref> یک زمینه اصلی کاربرد آنها به استفاده در [[مدار مجتمع|مدارهای یکپارچه]] تبدیل شده است، جایی که شبکه الکتریکی بین دستگاههای فعال و منفعل مانند [[ترانزیستور]]ها و خازنها و غیره از لایه های نازک Al یا مس ساخته شده است. این لایه ها ضخامت هایی در محدوده چند صد نانومتر تا چند میکرومتر را شامل می شوندمی‌شوند و آنها اغلب به منظور جلوگیری از یک واکنش شیمیایی با دی الکتریک اطراف مانند SiO <sub>2</sub> در میان چند لایه نازک نانومتری [[تیتانیوم نیترید|نیتریت تیتانیوم]] قرار داده می شوندمی‌شوند. شکل بالا یک میکروگراف از یک ساختار عمودی فلزی TiN/Al/TiN که در یک تراشه میکروالکترونیک ساخته شده است، نشان می دهدمی‌دهد.<ref name="SCT20102"/>
 
=== سلول های فتوولتائیک لایه نازک ===
فناوری لایه های نازک همچنین به عنوان ابزاری برای کاهش قابل توجه هزینه [[سلول خورشیدی|سلولهای خورشیدی]] توسعه داده می شوندمی‌شوند. دلیل اصلی این امر این است که [[سلول خورشیدی فیلم نازک|سلولهای خورشیدی با لایه نازک]] به دلیل کاهش هزینه ی مواد، هزینه انرژی، هزینه های رسیدگی و هزینه های سرمایه ای، ارزانتر هستند. این امر به ویژه در استفاده از فرایندهای [[قطعات الکترونیکی چاپی|الکترونیکی چاپی]] ([[رول به رول]]) نمایان است. سایر فناوری های لایه نازک که هنوز در مرحله اولیه تحقیقات در حال انجام هستند و یا از نظر تجاری به صورت محدود در دسترس هستند، اغلب به عنوان سلول های فتوولتائیک نسل سوم یا در حال ظهور طبقه بندی می شوندمی‌شوند و شامل سلولهای خورشیدی آلی، [[سلول‌های خورشیدی رنگ‌حساس|حساس به رنگ]] و پلیمر، همچنین سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی، [[سی‌زدتی‌اس|سولفید قلع روی مس]]، نانو کریستال و [[سلول خورشیدی پروسکایت|پروسکایت]] می شوندمی‌شوند.
 
=== باتری های لایه نازک ===
از فناوری چاپ لایه نازک برای اعمال [[باتری لیتیم پلیمر|پلیمرهای لیتیوم]] حالت جامد بر بسترهای مختلف استفاده می شودمی‌شود تا باتری های منحصر به فردی برای کاربردهای تخصصی ایجاد شوند. باتریهای لایه نازک می توانندمی‌توانند مستقیماً روی تراشه ها یا بسته های تراشه به هر شکل و اندازه ایاندازه‌ای رسوب داده شوند. باتری های قابل انعطاف را می توانمی‌توان با چاپ روی پلاستیک، فویل نازک فلزی یا کاغذ ساخت.<ref>{{Cite web|url=https://www.mpoweruk.com/cell_construction.htm#flexible|title=Cell Mechanical Construction - Thin Film Batteries|last=<!--Not stated-->|date=|website=mpoweruk.com|publisher=Woodbank Communications Ltd|accessdate=2019-10-03|quote=}}</ref>
 
== منابع ==