Введение

Скульптурные тонкие пленки (STF) — это наноструктурированные материалы с однонаправленно изменяющимися свойствами, которые можно проектировать и создавать контролируемым образом, используя различные методы физического осаждения из паровой фазы. Возможность практически мгновенно изменять направление роста их столбчатой морфологии, просто изменяя направление падающего потока паров, позволяет получать широкий спектр столбчатых структур.

Свойства

Диаметр колонн и расстояние между колоннами, перпендикулярное направлению толщины любого STF, номинально постоянны. Диаметр колонн может варьироваться от приблизительно 10 до 300 нм, а плотность – от теоретического максимального значения до менее чем 20% от него. Кристалличность должна быть меньше масштаба диаметра колонн. Химический состав практически неограничен и охватывает диапазон от изоляторов до полупроводников и металлов. В последнее время полимерные STF были получены путем комбинирования физического и химического осаждения из паровой фазы; также проводилось осаждение на микроструктурированные подложки.

Применение

На сегодняшний день основное применение STF находят в оптике в качестве поляризационных фильтров, фильтров Брэгга и фильтров спектральных отверстий. В видимом и инфракрасном диапазонах длин волн, односекционный STF представляет собой однонаправленно неоднородный континуум со свойствами, зависящими от направления. Несколько секций могут последовательно наращиваться для создания многосекционного STF, который можно рассматривать как оптическую схему, способную к интеграции с электронной схемотехникой на чипе. Благодаря своей пористости, STF может выступать в роли датчика жидкостей и пропитываться жидкими кристаллами для применения в переключающих устройствах. Также предлагается использовать STF в качестве барьерных слоев с низкой диэлектрической проницаемостью в электронных чипах и в солнечных элементах. Биомедицинские применения, такие как тканевые каркасы, платформы для доставки лекарств, вирусные ловушки и микрочипы для лабораторных исследований, также находятся на различных этапах разработки.