El recubrimiento por rotación es un procedimiento utilizado para depositar películas delgadas uniformes sobre sustratos planos . Por lo general, se aplica una pequeña cantidad de material de recubrimiento en forma líquida en el centro del sustrato, que gira a baja velocidad o no gira en absoluto. Luego, el sustrato se hace girar a velocidades de hasta 10.000 rpm para esparcir el material de recubrimiento mediante fuerza centrífuga . Una máquina utilizada para el recubrimiento por rotación se llama recubridora por rotación o simplemente hiladora . [1]
La rotación continúa mientras el fluido se desprende de los bordes del sustrato, hasta que se logra el espesor deseado de la película. El disolvente aplicado suele ser volátil y simultáneamente se evapora . Cuanto mayor es la velocidad angular de giro, más delgada es la película. El espesor de la película también depende de la viscosidad y concentración de la solución y del disolvente. [2] Emslie et al. [3] llevaron a cabo un análisis teórico pionero del recubrimiento por rotación, que ha sido ampliado por muchos autores posteriores (incluidos Wilson et al., [4] que estudiaron la velocidad de dispersión en el recubrimiento por rotación; y Danglad -Flores et al., [5] quienes encontraron una descripción universal para predecir el espesor de la película depositada).
El recubrimiento por rotación se usa ampliamente en la microfabricación de capas de óxido funcionales sobre vidrio o sustratos monocristalinos utilizando precursores sol-gel , donde se puede usar para crear películas delgadas uniformes con espesores a nanoescala. [6] Se utiliza intensivamente en fotolitografía , para depositar capas de fotoprotector de aproximadamente 1 micrómetro de espesor. El fotorresistente normalmente se hace girar a entre 20 y 80 revoluciones por segundo durante 30 a 60 segundos. También se utiliza ampliamente para la fabricación de estructuras fotónicas planas hechas de polímeros.
Una ventaja del recubrimiento por rotación de películas delgadas es la uniformidad del espesor de la película. Debido a la autonivelación, los espesores no varían más del 1%. El espesor de las películas producidas de esta manera también puede afectar las propiedades ópticas de dichos materiales. Esto es importante para las pruebas electroquímicas, específicamente cuando se registran lecturas de absorbancia de espectroscopia ultravioleta-visible, ya que las películas más gruesas tienen una transmitancia óptica más baja y generalmente no permiten que la luz brille en comparación con las películas más delgadas que permiten que la luz pase antes que la densidad óptica del la película baja demasiado. Además, las películas con menor calidad de absorbancia no son candidatas ideales para procesos como la voltamperometría cíclica porque la baja absorbancia dificulta el ajuste electroquímico de los cationes cuando se encuentran en una celda electroquímica. Las películas más delgadas en este sentido tienen propiedades ópticas más deseables que pueden adaptarse a las tecnologías de almacenamiento de energía debido a sus propiedades influenciadas por el recubrimiento por rotación. [7] Sin embargo, el recubrimiento por rotación de películas más gruesas de polímeros y fotoprotectores puede dar lugar a perlas de borde relativamente grandes cuya planarización tiene límites físicos. [8]