Opis

Cienkie warstwy dwutlenku cyrkonu (ZrO₂) są wykonywane metodą osadzania warstw atomowych (ALD) na dowolnym podłożu (np.: Si, GaN, SiC, grafen, SiO₂ itp). Materiał powstaje w procesie chemicznym w trakcie reakcji podwójnej wymiany z dwóch reagentów (prekursorów) takich jak woda dejonizowana (prekursor tlenowy) oraz  tetrakis(dimetyloamido)zirconium(IV) - TDMAZ (prekursor cyrkonowy). Związek może być otrzymywany w zakresie temperatur od 70°C do 300°C. Maksymalna wielkość podłoża wynosi 20 cm średnicy.

Parametry

• Grubość: 10 - 3000 nm
• Tempo wzrostu: 0.2 nm/min
• Oporność: > 10⁸ Ωcm
• Przerwa energetyczna: 6.0 eV
• Współczynnik załamania: 2.1 (635 nm)
• Względna przenikalność elektryczna: 23±3
• Właściwości hydrofobowe
• Chropowatość powierzchni: 0.7 nm < RMS < 30 nm
• Struktura: polikrystaliczna - faza tetragonalna lub warstwy amorficzne
• Średnia transmisja w zakresie widzialnym: >80%
• Jednorodność pokrycia

Zastosowania

ZrO₂ jest aktualnie szeroko badanym materiałem ze względu na ciekawe fizyczne i chemiczne własności. Charakteryzuje się on  dużą twardością i wytrzymałością mechaniczną, dobrymi właściwościami dielektrycznymi, niską przewodnością cieplną, chemiczną stabilnością oraz wysokim współczynnikiem załamania światła. Materiał ten jest biokompatybilny, zatem znalazł zastosowanie w medycynie i stomatologii do produkcji protez i implantów. ZrO₂ ze względu na swoje właściwości może być wykorzystywany jako izolator w urządzaniach elektronicznych, jako powłoki optyczne o wysokim współczynniku załamania w laserach i mikroskopach, a także jako warstwy barierowe, zabezpieczające, a także jako aktywne warstwy konwertujące światło w strukturach fotowoltaicznych.