I film sottili piezoelettrici sono componenti indispensabili in un’ampia gamma di applicazioni elettroniche. Sono utilizzati nei filtri di frequenza, nei sensori, negli attuatori e nei piccoli convertitori di energia. La loro capacità di convertire la tensione elettrica in movimento meccanico e viceversa li rende un componente centrale della moderna tecnologia di comunicazione. Tuttavia, la produzione di questi strati altamente sensibili è una questione complessa. La loro qualità determina le prestazioni e la durata dei prodotti finali.<\/p>\n\n\n\n\n\n
Processo HiPIMS con nuove possibilità Evitare le inclusioni di argon La tempistica come fattore decisivo Un nuovo standard per i substrati sensibili Rilevanza pratica per i semiconduttori e le tecnologie quantistiche Collaborazioni e prossimi passi I ricercatori dell’Empa hanno sviluppato un processo che consente per la prima volta di produrre film sottili piezoelettrici di alta qualit\u00e0 a basse temperature su substrati isolanti. Questo nuovo processo, denominato SFP-HiPIMS, apre prospettive decisive per l’industria dei semiconduttori e per le tecnologie quantistiche e fotoniche. La tempistica dei processi \u00e8 la chiave per una svolta che supera i limiti tecnici finora raggiunti.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":133711,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_surecart_dashboard_logo_width":"180px","_surecart_dashboard_show_logo":true,"_surecart_dashboard_navigation_orders":true,"_surecart_dashboard_navigation_invoices":true,"_surecart_dashboard_navigation_subscriptions":true,"_surecart_dashboard_navigation_downloads":true,"_surecart_dashboard_navigation_billing":true,"_surecart_dashboard_navigation_account":true,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[8741,22443],"tags":[53154,53155,2343,53156,867,3935,2180,2006,53157,53158],"class_list":["post-133720","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-proptech-it","category-trends-it","tag-argonfrei-it","tag-duennschichttechnologie-it","tag-empa-it","tag-hipims-it","tag-immoinvest-it","tag-immonews-it","tag-innovation-it","tag-news-it","tag-piezoelektrik-it","tag-sputtering-it"],"acf":{"bild_mit_ki_erstellt_worden":[],"lead":"I ricercatori dell'Empa hanno sviluppato un processo che consente per la prima volta di produrre film sottili piezoelettrici di alta qualit\u00e0 a basse temperature su substrati isolanti. Questo nuovo processo, denominato SFP-HiPIMS, apre prospettive decisive per l'industria dei semiconduttori e per le tecnologie quantistiche e fotoniche. La tempistica dei processi \u00e8 la chiave per una svolta che supera i limiti tecnici finora raggiunti.","autor":"Quelle EMPA","ort":"","bildunterschrift":"","bild_im_grid":false,"gallerie":"","newsim":"","zusammenfassung":""},"featured_image_src":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/2add9a6d-38c2-4dc8-b803-37afc5c205ba-336x168.png","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133720","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133720"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133720\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/133711"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133720"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133720"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/stage.immo-invest.ch\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133720"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
<\/strong>L’High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) è un processo ben noto per rivestire substrati con strati ad alta densità. Gli impulsi ad alta energia sono generati in un ambiente di camera a vuoto, che eliminano gli atomi dal materiale target. Questi atomi vengono depositati come film sottile sul substrato. Per le applicazioni piezoelettriche, come i rivestimenti in nitruro di alluminio, il processo non ha ancora offerto una soluzione ottimale. Questo perché, oltre agli ioni target desiderati, anche gli ioni argon del gas di processo raggiungono il substrato, causando inclusioni indesiderate.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>L’argon, un gas di processo comune nello sputtering magnetronico, è chimicamente inattivo, ma può rimanere nei rivestimenti sotto forma di inclusioni. Questo è problematico per i rivestimenti piezoelettrici, in quanto sono sottoposti a tensioni elettriche elevate. Anche piccole quantità di argon provocano un guasto elettrico e mettono a rischio la funzionalità dei componenti. Nel classico controllo del processo HiPIMS, tuttavia, è difficile eliminare gli ioni argon, poiché colpiscono il substrato contemporaneamente agli ioni target.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Sotto la guida di Sebastian Siol, il team guidato dal dottorando Jyotish Patidar ha sviluppato una tempistica precisa per accelerare solo gli ioni target ed evitare le inclusioni di argon. Poiché gli ioni argon sono più veloci e raggiungono prima il substrato, la tensione di accelerazione viene applicata al substrato con un ritardo. A questo punto, gli ioni argon sono già passati e non possono più penetrare nello strato in crescita. In questo modo si ottengono strati piezoelettrici di qualità eccezionale, che in precedenza non erano possibili con HiPIMS.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>I ricercatori chiamano questo processo innovativo “Synchronised Floating Potential HiPIMS”. Particolarmente degna di nota è la possibilità di creare strati su substrati non conduttivi come il vetro o lo zaffiro. Normalmente, non è possibile applicare campi elettrici per il controllo degli ioni a tali substrati. Utilizzando la cosiddetta “pioggia di elettroni”, che viene generata con l’impulso del magnetron, gli ioni possono comunque essere accelerati al momento giusto. Il substrato viene brevemente caricato negativamente, in modo da introdurre gli ioni desiderati in modo mirato.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Le temperature di processo più basse proteggono i componenti sensibili nella produzione di semiconduttori e consentono di rivestire i componenti sensibili alla temperatura. Allo stesso tempo, si ottiene un’alta densità di strati e la resistenza associata, che è fondamentale per una lunga durata dei componenti. La possibilità di depositare strati su substrati isolanti apre anche applicazioni completamente nuove nella fotonica e nelle tecnologie quantistiche, che i metodi precedenti non potevano raggiungere.<\/p>\n\n\n\n\n\n
<\/strong>Con questi successi, il team dell’Empa non ha raggiunto la fine della sua ricerca. Il gruppo sta già lavorando per ottimizzare il processo con l’apprendimento automatico e gli esperimenti ad alto rendimento. Allo stesso tempo, si stanno avviando collaborazioni con altri istituti di ricerca e partner industriali per portare la tecnologia in applicazione. La ricerca sui film sottili ferroelettrici, che pongono sfide simili in termini di precisione e purezza del materiale, è già in corso.<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"