Atomikerroskasvatus ja sen käyttö polymeerien pinnoituksessa

Abstract

Atomikerroskasvatus on kemialliseen kaasufaasipinnoitukseen pohjautuva pinnoitusmenetelmä, jolla voidaan valmistaa ohuita pinnoitekalvoja. Menetelmä perustuu kaasumaisten lähtöaineiden käyttöön, joille pinnoitettava aine, eli substraatti, altistetaan vuoron perään. Menetelmässä olennaista on lähtöaineiden kyky muodostaa omaa kasvuaan rajoittavia kerroksia, joka sallii pinnoitekalvon paksuuden hallinnan nanometritasolla. Menetelmää voidaan käyttää myös hyvin monimutkaisille pinnanmuodoille. Menetelmän toiminnan kannalta olennaisia ovat kasvatuskammiossa substraatin pinnalla tapahtuvat reaktiot. Onkin tärkeää tuntea miten erilaiset lähtöaineet reagoivat, jotta ne voidaan valita oikein halutun pinnoitteen aikaansaamiseksi. Lähtöaineet vaikuttavat myös kasvatusparametrien valintaan, sillä onnistuneeseen kasvatukseen vaaditaan lähtöaineista ja substraatista riippuvat olosuhteet. Atomikerroskasvatusta on mahdollista tehdä myös matalissa lämpötiloissa, joka mahdollistaa sen käytön myös tavanomaisesti lämpötilaherkille materiaaleille, kuten polymeereille. Tämä avaa sille täysin uusia käyttökohteita esimerkiksi tekstiili- ja pakkausteollisuuden tarpeisiin. Atomikerroskasvatuksen käyttöä onkin käsitelty useissa tutkimuksissa uusien käytännön sovellusten löytämiseksi. Polymeerien perinteisistä substraateista poikkeava kemiallinen rakenne luo kuitenkin lukuisia haasteita sen toimivuuden kannalta. Työ on kirjallisuuskatsaus, jossa käsitellään ensin atomikerroskasvatusta ja sen toimintaperiaatteita yleisellä tasolla. Tarkoituksena on perehtyä menetelmän perusteisiin, vaatimuksiin ja mahdollisuuksiin. Tämän jälkeen työssä tuodaan esiin polymeerien pinnoittamisen atomikerroskasvatuksella luomia haasteita ja miten näitä voidaan lähestyä. Lopuksi luodaan katsaus aiheesta tehtyihin tutkimuksiin ja niistä saatuihin tuloksiin.