Unter dünnen Schichten (engl. thin films) versteht man dünne Überzüge aus den verschiedensten Substanzen, welche die Oberflächen von Körpern aus anderen Stoffen bedecken und diesen zu besonderen, sonst nicht vorhandenen Eigenschaften verhelfen.

Ursprünglich war dies die alleinige Bedeutung des Begriffs Film, die aber nach der Erfindung der Fotografie und vor allem des Kinofilms einen Wandel erfuhr. Aus diesem Grund werden heute die Begriffe dünne Schichten und Dünnschichttechnik bevorzugt. Weil heute meist ein System aus mehreren Schichten verwendet wird, spricht man im Plural von dünnen Schichten und nicht von einer dünnen Schicht.

Bekannt sind dünne Schichten durch viele Beispiele. Unerwünscht ist sicher der Öltropfen, der sich auf einer Pfütze ausbreitet und wegen der Interferenz an dünnen Schichten in allen Regenbogenfarben schimmert. Dünne Schichten finden aber eine Vielzahl nutzvoller Anwendungen nicht nur in Wissenschaft und Technik sondern vor allem in unserer täglichen Umgebung.

Wirtschaftliche Bedeutung

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Die wirtschaftliche Bedeutung dünner Schichten ist groß und stetig wachsend. Mit Hilfe der Dünnschichttechnologie lassen sich mit verschiedenen Verfahren mikrotechnische Bauteile, oder andere Funktionsschichten herstellen. Typische Schichtdicken liegen oft im Mikrometer- und Nanometerbereich, bis hin zu monomolekularen Schichten. Das macht auch den Einsatz teurer Werkstoffe wirtschaftlich, wenn trotz geringer Mengen der gewünschte Effekt erzielt werden kann.

Allein durch Verschleiß entstehen in den großen Industrienationen jährlich Schäden in Höhe von mehreren hundert Millionen Euro, der Schaden durch Korrosion dürfte sich auf ein Mehrfaches belaufen. Hier können entsprechende Schutzschichten die Kosten deutlich verringern.

Die höchste wirtschaftliche Bedeutung kommt dünnen Schichten in der Mikroelektronik zu. Die meisten mikroelektronischen Bauteile wie z.B. Prozessoren, Speicherbausteine, Monitore, aber auch Speichermedien wie CDs/DVDs und Festplatten werden mit Hilfe der Dünnschichttechnik hergestellt.

Beschichtungstechniken

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• Anstriche
• Tauchverfahren
• Chemische Gasphasenabscheidung
• Physikalische Gasphasenabscheidung
  • Sputtern
  • Ionenplattieren
• selbstwachsende Oxidfilme

Siehe auch: Beschichten, Oberflächentechnik, Dünnschichttechnologie

Einsatzgebiete (Auswahl)

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• Körperpflege, Kosmetik
  (Schutz vor UV-Strahlen und aggressiven Substanzen)
• Zahnbehandlung
  (Aminfluorid zur Versiegelung und Härtung der Zahnoberfläche)
• Medizin
  (Beschichtung von Prothesen)
• Lacke
• elektronische Bauteile
  (Thin-Film-Transistor)
• Computer-Chips
• Solarzellen
• CD, DVD
• Fotofilme
• schmutzabweisende Oberflächen auf Glas und Keramik (Lotusblüteneffekt)
• Entspiegelung optischer Flächen (siehe auch: Marga Faulstich)
• Verbesserung der Kratzfestigkeit optischer Flächen von Kunststoffteilen
• Thermofenster
• Lebensmittelverpackungen
  (beschichtete PA-Folien als Gas- und Aromasperre zum Verpacken von Fleisch, Wurst und Käse)

Weblinks

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• Fachbereich optische Schichten im Fraunhofer IOF

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Thin film