Overflatekjemi og testing av overflater og overflatemodifisering og forbedring

Uttrykket "Overflater dekker alt" er en vi alle bør gi et sekund til å tenke på. Overflatevitenskap er studiet av fysiske og kjemiske fenomener som oppstår i grensesnittet mellom to faser, inkludert fast-væske-grensesnitt, fast-gass-grensesnitt, fast-vakuum-grensesnitt og væske-gass-grensesnitt. Det inkluderer feltene overflatekjemi og overflatefysikk. Relaterte praktiske anvendelser omtales i fellesskap som overflateteknikk. Overflateteknikk omfatter konsepter som heterogen katalyse, fremstilling av halvlederenheter, brenselceller, selvmonterte monolag og lim.

 

Overflatekjemi kan bredt defineres som studiet av kjemiske reaksjoner ved grensesnitt. Det er nært knyttet til overflateteknikk, som tar sikte på å modifisere den kjemiske sammensetningen til en overflate ved å inkorporere utvalgte elementer eller funksjonelle grupper som gir forskjellige ønskede effekter eller forbedringer i egenskapene til overflaten eller grensesnittet. Overflatevitenskap er spesielt viktig for felt som heterogen katalyse og tynnfilmbelegg.

 

Studiet og analysen av overflater involverer både fysiske og kjemiske analyseteknikker. Flere moderne metoder sonderer de øverste 1–10 nm av overflatene som er utsatt for vakuum. Disse inkluderer røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS), Auger-elektronspektroskopi (AES), lavenergi elektrondiffraksjon (LEED), elektronenergitapsspektroskopi (EELS), termisk desorpsjonsspektroskopi, ionespredningsspektroskopi, sekundær ionemassespektrometri (SIMS) , og andre overflateanalysemetoder. Mange av disse teknikkene krever vakuum og dyrt utstyr da de er avhengige av deteksjon av elektroner eller ioner som sendes ut fra overflaten som studeres. Foruten slike kjemiske teknikker, brukes også fysiske inkludert optiske teknikker.

​

For potensielle ingeniørprosjekter som involverer overflater, lim, forbedring av vedheft til overflater, overflatemodifisering for å gjøre overflater hydrofobe (vanskelig fukting), hydrofile (lett fukting), antistatiske, antibakterielle eller soppdrepende ... osv., kontakt oss og våre overflateforskere vil hjelpe deg med design og utvikling. Vi har kunnskapen til å bestemme hvilke teknikker vi skal bruke for å analysere din spesielle overflate, samt tilgang til det mest avanserte testutstyret.

​

Noen av tjenestene vi tilbyr for overflateanalyse, testing og modifikasjon er:

• Testing og karakterisering av overflater

•  Modifisering av overflater ved bruk av egnede teknikker som flammehydrolyse, plasmaoverflatebehandling, avsetning av funksjonelle lag...osv.

• Prosessutvikling for overflateanalyse, testing og modifikasjon

• Utvalg, anskaffelse, modifikasjon av overflatebehandlings- og modifikasjonsutstyr, prosess- og karakteriseringsutstyr

• Omvendt utvikling av overflatebehandlinger for spesielle bruksområder

• Avisolering og fjerning av mislykkede tynnfilmstrukturer og belegg for å analysere underliggende overflater for å fastslå årsaken.

• Sakkyndige vitne- og rettstvisttjenester

• Konsulenttjenester

 

Vi utfører overflatemodifikasjoner for en rekke bruksområder, inkludert:

• Forbedring av vedheft av belegg og underlag

• Gjøre overflater hydrofobe eller hydrofile

• Gjøre overflater antistatiske eller statiske

• Gjør overflater soppdrepende og antibakterielle

 

Tynne filmer og belegg

Tynne filmer eller belegg er tynne materiallag som strekker seg fra brøkdeler av en nanometer (monolag) til flere mikrometer i tykkelse. Elektroniske halvlederenheter, optiske belegg, ripebestandige belegg er noen viktige bruksområder som drar nytte av tynnfilmkonstruksjon.

 

En kjent anvendelse av tynne filmer er husholdningsspeilet som vanligvis har et tynt metallbelegg på baksiden av et glassplate for å danne et reflekterende grensesnitt. Prosessen med sølvfarging ble en gang ofte brukt til å produsere speil. I dag brukes mye mer avanserte tynnfilmbelegg. For eksempel brukes et veldig tynt filmbelegg (mindre enn en nanometer) for å produsere toveis speil. Ytelsen til optiske belegg (som antireflekterende eller AR-belegg) forbedres vanligvis når tynnfilmbelegget består av flere lag med varierende tykkelse og brytningsindekser. Lignende periodiske strukturer av vekslende tynne filmer av forskjellige materialer kan til sammen danne et såkalt supergitter som utnytter fenomenet kvante innesperring ved å begrense elektroniske fenomener til to-dimensjoner. Andre bruksområder for tynnfilmbelegg er ferromagnetiske tynnfilmer for bruk som datamaskinminne, tynnfilmslegemiddellevering påført legemidler, tynnfilmsbatterier. Keramiske tynne filmer er også i utbredt bruk. Den relativt høye hardheten og tregheten til keramiske materialer gjør disse typene tynne belegg av interesse for beskyttelse av substratmaterialer mot korrosjon, oksidasjon og slitasje. Spesielt kan bruken av slike belegg på skjæreverktøy forlenge levetiden til disse gjenstandene med flere størrelsesordener. Det forskes på mange applikasjoner. Et eksempel på forskning er en ny klasse av tynnfilm uorganiske oksidmaterialer, kalt amorft tungmetallkation multikomponentoksid, som kan brukes til å lage transparente transistorer som er rimelige, stabile og miljøvennlige.

 

Som alle andre ingeniørfag krever området tynnfilm ingeniører fra en rekke disipliner, inkludert kjemiingeniører. Vi har enestående ressurser på dette området og kan tilby deg følgende tjenester:

• Design og utvikling av tynnfilm og belegg

• Karakterisering av tynnfilm og belegg inkludert kjemiske og analytiske tester.

• Kjemisk og fysisk avsetning av tynne filmer og belegg (plettering, CSD, CVD, MOCVD, PECVD, MBE, PVD som sputtering, reaktiv sputtering og fordampning, e-beam, topotaksi)

• Gjennom bygging av komplekse tynnfilmstrukturer skaper vi multimaterialstrukturer som nanokompositter, 3D-strukturer, stabler av forskjellige lag, flerlag, .... etc.

• Prosessutvikling og optimalisering for tynnfilm og beleggavsetning, etsing, prosessering

• Utvalg, anskaffelse, modifikasjon av tynnfilm og belegningsprosess- og karakteriseringsutstyr

• Omvendt utvikling av tynne filmer og belegg, kjemisk og fysisk analyse av lag inne i flerlags beleggstrukturer for å bestemme kjemisk innhold, bindinger, struktur og egenskaper

• Rotårsaksanalyse av mislykkede tynnfilmstrukturer og belegg

• Sakkyndige vitne- og rettstvisttjenester

• Konsulenttjenester