Χημεία Επιφανειών & Δοκιμές Επιφανειών & Τροποποίηση και Βελτίωση Επιφανειών

Η φράση «Οι επιφάνειες καλύπτουν τα πάντα» είναι μια φράση που όλοι πρέπει να σκεφτούμε για λίγο. Η επιφανειακή επιστήμη είναι η μελέτη φυσικών και χημικών φαινομένων που συμβαίνουν στη διεπιφάνεια δύο φάσεων, συμπεριλαμβανομένων των διεπαφών στερεού-υγρού, των διεπαφών στερεού-αερίου, των διεπαφών στερεού-κενού και των διεπαφών υγρού-αερίου. Περιλαμβάνει τα πεδία της επιφανειακής χημείας και της φυσικής επιφανειών. Οι σχετικές πρακτικές εφαρμογές αναφέρονται από κοινού ως μηχανική επιφανειών. Η επιφανειακή μηχανική περιλαμβάνει έννοιες όπως η ετερογενής κατάλυση, η κατασκευή συσκευών ημιαγωγών, οι κυψέλες καυσίμου, οι αυτοσυναρμολογούμενες μονοστρώσεις και οι κόλλες.

 

Η χημεία επιφανειών μπορεί να οριστεί ευρέως ως η μελέτη των χημικών αντιδράσεων σε διεπαφές. Σχετίζεται στενά με την επιφανειακή μηχανική, η οποία στοχεύει στην τροποποίηση της χημικής σύνθεσης μιας επιφάνειας με την ενσωμάτωση επιλεγμένων στοιχείων ή λειτουργικών ομάδων που παράγουν διάφορα επιθυμητά αποτελέσματα ή βελτιώσεις στις ιδιότητες της επιφάνειας ή της διεπαφής. Η επιφανειακή επιστήμη έχει ιδιαίτερη σημασία σε τομείς όπως η ετερογενής κατάλυση και οι επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης.

 

Η μελέτη και η ανάλυση των επιφανειών περιλαμβάνει τεχνικές φυσικής και χημικής ανάλυσης. Αρκετές σύγχρονες μέθοδοι ανιχνεύουν το ανώτατο 1–10 nm των επιφανειών που εκτίθενται στο κενό. Αυτά περιλαμβάνουν φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ (XPS), φασματοσκοπία ηλεκτρονίων Auger (AES), περίθλαση ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας (LEED), φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS), φασματοσκοπία θερμικής εκρόφησης, φασματοσκοπία σκέδασης ιόντων, φασματομετρία μάζας δευτερογενών ιόντων (SIMS) και άλλες μεθόδους ανάλυσης επιφάνειας. Πολλές από αυτές τις τεχνικές απαιτούν κενό και ακριβό εξοπλισμό καθώς βασίζονται στην ανίχνευση ηλεκτρονίων ή ιόντων που εκπέμπονται από την υπό μελέτη επιφάνεια. Εκτός από τέτοιες χημικές τεχνικές, χρησιμοποιούνται επίσης φυσικές, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών τεχνικών.

​

Για οποιαδήποτε πιθανά έργα μηχανικής που αφορούν επιφάνειες, κόλλες, ενίσχυση της πρόσφυσης σε επιφάνειες, τροποποίηση επιφανειών για να γίνουν οι επιφάνειες υδρόφοβες (δύσκολο βρέξιμο), υδρόφιλες (εύκολη διαβροχή), αντιστατικές, αντιβακτηριακές ή αντιμυκητιακές κ.λπ., επικοινωνήστε μαζί μας και τους επιστήμονές μας θα σας βοηθήσει στις προσπάθειες σχεδιασμού και ανάπτυξης. Έχουμε τη γνώση για να καθορίσουμε ποιες τεχνικές θα χρησιμοποιήσουμε για την ανάλυση της συγκεκριμένης επιφάνειάς σας καθώς και την πρόσβαση στον πιο προηγμένο εξοπλισμό δοκιμών.

​

Μερικές από τις υπηρεσίες που προσφέρουμε για ανάλυση επιφάνειας, δοκιμή και τροποποίηση είναι:

• Δοκιμή και χαρακτηρισμός επιφανειών

•  Τροποποίηση επιφανειών με χρήση κατάλληλων τεχνικών όπως υδρόλυση φλόγας, επεξεργασία επιφάνειας πλάσματος, εναπόθεση λειτουργικών στρωμάτων… κ.λπ.

• Ανάπτυξη διεργασιών για ανάλυση επιφάνειας, δοκιμή και τροποποίηση

• Επιλογή, προμήθεια, τροποποίηση εξοπλισμού επεξεργασίας και τροποποίησης επιφανειών, εξοπλισμού επεξεργασίας και χαρακτηρισμού

• Αντίστροφη μηχανική επιφανειακών επεξεργασιών για ειδικές εφαρμογές

• Απογύμνωση και αφαίρεση αποτυχημένων δομών και επικαλύψεων λεπτής μεμβράνης για την ανάλυση των υποκείμενων επιφανειών για τον προσδιορισμό της βασικής αιτίας.

• Υπηρεσίες πραγματογνώμονα και δικαστικές υποθέσεις

• Συμβουλευτικές υπηρεσίες

 

Πραγματοποιούμε τροποποιήσεις επιφανειών για ποικίλες εφαρμογές, όπως:

• Βελτίωση πρόσφυσης επιστρώσεων και υποστρωμάτων

• Κάνοντας τις επιφάνειες υδρόφοβες ή υδρόφιλες

• Κάνοντας τις επιφάνειες αντιστατικές ή στατικές

• Κάνοντας τις επιφάνειες αντιμυκητιακές και αντιβακτηριδιακές

 

Λεπτές μεμβράνες και επιστρώσεις

Οι λεπτές μεμβράνες ή επικαλύψεις είναι λεπτά στρώματα υλικού που κυμαίνονται από κλάσματα ενός νανομέτρου (μονοστιβάδα) έως αρκετά μικρόμετρα σε πάχος. Ηλεκτρονικές συσκευές ημιαγωγών, οπτικές επιστρώσεις, επιστρώσεις ανθεκτικές στις γρατσουνιές είναι μερικές σημαντικές εφαρμογές που επωφελούνται από την κατασκευή λεπτής μεμβράνης.

 

Μια γνωστή εφαρμογή των λεπτών μεμβρανών είναι ο οικιακός καθρέφτης που τυπικά έχει μια λεπτή μεταλλική επίστρωση στο πίσω μέρος ενός φύλλου γυαλιού για να σχηματίσει μια ανακλαστική διεπαφή. Η διαδικασία του αργύρου χρησιμοποιήθηκε κάποτε για την παραγωγή καθρεφτών. Σήμερα χρησιμοποιούνται πολύ πιο προηγμένες επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης. Για παράδειγμα, μια πολύ λεπτή επίστρωση μεμβράνης (λιγότερο από ένα νανόμετρο) χρησιμοποιείται για την παραγωγή καθρεφτών διπλής κατεύθυνσης. Η απόδοση των οπτικών επικαλύψεων (όπως οι αντιανακλαστικές επικαλύψεις ή οι επικαλύψεις AR) συνήθως βελτιώνονται όταν η επίστρωση λεπτής μεμβράνης αποτελείται από πολλαπλά στρώματα με ποικίλα πάχη και δείκτες διάθλασης. Παρόμοιες περιοδικές δομές εναλλασσόμενων λεπτών υμενίων διαφορετικών υλικών μπορούν συλλογικά να σχηματίσουν ένα λεγόμενο υπερπλέγμα που εκμεταλλεύεται το φαινόμενο του κβαντικού περιορισμού περιορίζοντας τα ηλεκτρονικά φαινόμενα σε δύο διαστάσεις. Άλλες εφαρμογές επικαλύψεων λεπτής μεμβράνης είναι σιδηρομαγνητικές λεπτές μεμβράνες για χρήση ως μνήμη υπολογιστή, χορήγηση φαρμάκου λεπτής μεμβράνης που εφαρμόζεται σε φαρμακευτικά προϊόντα, μπαταρίες λεπτής μεμβράνης. Οι κεραμικές λεπτές μεμβράνες είναι επίσης ευρέως διαδεδομένες. Η σχετικά υψηλή σκληρότητα και αδράνεια των κεραμικών υλικών καθιστά αυτούς τους τύπους λεπτών επιστρώσεων ενδιαφέροντος για την προστασία των υλικών του υποστρώματος από τη διάβρωση, την οξείδωση και τη φθορά. Ειδικότερα, η χρήση τέτοιων επικαλύψεων σε εργαλεία κοπής μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής αυτών των αντικειμένων κατά πολλές τάξεις μεγέθους. Γίνεται έρευνα σε πολλές εφαρμογές. Ένα παράδειγμα έρευνας είναι μια νέα κατηγορία υλικών ανόργανων οξειδίων λεπτής μεμβράνης, που ονομάζεται άμορφο οξείδιο κατιόντων βαρέων μετάλλων πολλαπλών συστατικών, το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή διαφανών τρανζίστορ που είναι φθηνά, σταθερά και φιλικά προς το περιβάλλον.

 

Όπως κάθε άλλο αντικείμενο μηχανικής, η περιοχή των λεπτών μεμβρανών απαιτεί μηχανικούς από διάφορους κλάδους, συμπεριλαμβανομένων των χημικών μηχανικών. Διαθέτουμε εξαιρετικούς πόρους σε αυτόν τον τομέα και μπορούμε να σας παρέχουμε τις ακόλουθες υπηρεσίες:

• Σχεδιασμός και ανάπτυξη λεπτής μεμβράνης & επιστρώσεων

• Χαρακτηρισμός λεπτής μεμβράνης & επικαλύψεων συμπεριλαμβανομένων χημικών και αναλυτικών δοκιμών.

• Χημική και φυσική εναπόθεση λεπτών μεμβρανών και επικαλύψεων (επιμετάλλωση, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD, όπως διασκορπισμός, αντιδραστική διασκορπισμός και εξάτμιση, ηλεκτρονική δέσμη, τοποταξία)

• Μέσω της κατασκευής πολύπλοκων δομών λεπτής μεμβράνης, δημιουργούμε πολυυλικές δομές όπως νανοσύνθετα υλικά, τρισδιάστατες δομές, στοίβες διαφορετικών στρωμάτων, πολλαπλές στρώσεις,…. και τα λοιπά.

• Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση διαδικασίας για εναπόθεση λεπτής μεμβράνης και επίστρωσης, χάραξη, επεξεργασία

• Επιλογή, προμήθεια, τροποποίηση του εξοπλισμού διεργασίας και χαρακτηρισμού λεπτής μεμβράνης και επίστρωσης

• Αντίστροφη μηχανική λεπτών μεμβρανών και επιστρώσεων, χημική και φυσική ανάλυση στρωμάτων μέσα σε πολυστρωματικές δομές επίστρωσης για τον προσδιορισμό του χημικού περιεχομένου, των δεσμών, της δομής και των ιδιοτήτων

• Ανάλυση ριζικών αιτιών αποτυχημένων δομών και επικαλύψεων λεπτής μεμβράνης

• Υπηρεσίες πραγματογνώμονα και δικαστικές υποθέσεις

• Συμβουλευτικές υπηρεσίες