Kırağılaşma, biriktirme veya desüblimleşme, gazların katılara dönüşmesidir. Kırağılaşmanın tersine ise süblimleşme denir.
Mikroelektro-mekanik sistemler (MEMS) günümüzde var olan mekanik ve elektrik sistemlerin entegre ve minyatürize versiyonları olup mikron boyutlarında olan bu sistemleri nanoelektromekanik sistemler (NEMS) vasıtası ile nanoteknoloji uygulamaları için de kullanmak da mümkündür. MEMS kavramı ilk olarak 1987 yılında bir mikrodinamik çalıştayı esnasında telaffuz edilmiştir. Fakat MEMS kavramının ortaya çıkması esas olarak entegre devre çalışmalarında yaşanan gelişmeler ışığında olmuştur. Bu gelişmeler içinde kalıba alma, kaplama teknolojileri, ıslak oyma metotları, kuru oyma metotlarında yaşanan gelişmeler mikro aygıt yapımını mümkün kılmıştır. Küçük aygıtların yapılması konusunda ortaya çıkan ilk fikir ünlü fizikçi Richard Feynman tarafından 1959 yılında yapılan "There's plenty of room at the bottom" isimli konuşmada ortaya atılmıştır. Mikro-elektromekanik sistemlerin boyutları 1 ile 100 mikrometre arasında değişim gösterir. Bu küçük boyutlarda standard fizik kuralları genellikle geçersizdir. MEMS yapılarında yüzey alanının hacime oranı oldukça yüksektir bu sebep ile yüzey etkileri hacim etkilerine baskın gelir. Mikro elektro-mekanik sistem yapıları üç bölümden oluşur. Bu bölümler mekanik bölüm, mekanik bölümü çalıştıran tahrik bölümü ve mekanik hareketin davranışını inceleyen algılama bölümü olarak özetlenebilir. MEMS tahrik mekanizmaları verilen tahrik tipine göre farklılık gösterir. MEMS yapıları termal, elektrostatik, manyetik, pnömatik ve optik olarak tahrik edilebilir. Algılama işlemi ise genellikle optik ve elektronik sinyaller vasıtası ile yapılır. MEMS, Makina-Malzeme-Elektronik başta olmak üzere, temelde tüm mühendislik dalları ve temel bilimlerle birlikte pek çok dalı kapsayan çalışmaların yapıldığı disiplinlerarası bir kavramdır.
Fiziksel buhar biriktirme.
PVD kaplama teknikleri arasında en basit olanıdır. Kaplanacak malzeme, herhangi bir şekilde ısı etkisi ile buharlaştırılır ve buharlaşan atomlar, substrat(kaplanan malzeme) üzerinde giderek yoğuşurlar. İşlem 10-5 – 10-6 ton basınçlı vakum ortamında yapılır. Kaplanan malzemeyi buharlaştırmak için çeşitli teknikler vardır bu teknikler; a) Buharlaştırılacak malzemenin, doğrudan konduğu potaya direnç olarak bağlanması, b) İndüksiyon ocağı ile ısıtma, c) Bir elektron tabancası ile elektron ışını bombardımanı, d) Elektrik arkı oluşturulması, e) Lazer ışını uygulanarak ısıtma ile, buharlaştırma işlemi yapılabilir. Bu tekniklerde, doğrudan direnç, indüksiyon, elektron tabancası ile ışın bombardımanı ve vakum ark en önemlileridir. Buharlaştırıcı potaları refrakter metallerden(Mo,W, Ta), oksitlerden(Al2O3,SiO2,M2O, ThO) veya grafitten yapılır. 1700 C’nin üzerindeki sıcaklıklarda, su soğutmalı bakır potalarda kullanılabilir.
İnce film kaplamalarda, buhar kaynağı olarak, genellikle saçtırma yöntemi kullanılmaktadır. Diğer yöntemlere göre birçok avantaj sunan bu yöntemde, katı malzeme pozitif iyonlarla bombardıman edilerek, atomlar yüzeyden kopartılır. Kaplanacak olan malzeme, hızlandırılmış iyonlar gibi enerjik parçacıklarla bombardıman edilirse, saçılan atomlar substrat (alttaş) yüzeyinde film tabakası oluştururlar.
Katodik-ark biriktirme. Bu yöntemde buharlaştırılacak malzeme (katot) ve vakum çemberinin duvarları arasında düşük voltaj - yüksek akım özelliğine sahip potansiyel uygulanır. Başlangıçta, tetikleme ile kısa devre yapılarak, anot ile katot arasında akım geçişi oluşturulur. Katot yüzeyindeki çok küçük alanlarda sıcaklığı 2500 °C civarında olan ark izi oluşturulur. Bununla beraber, katotun önünde oluşturulan yüksek elektron akışı ile buharlaşan atomların iyonizasyonu sağlanmaktadır. Buharlaştırma işlemi sırasında, kaplama malzemesinin (katot) iyi soğutulmadığı durumlarda, film kalitesini bozan ve droplet adı verilen büyük sıvı kütlelerinin yüzeyden kopması söz konusudur.
Manyetik olarak desteklenmiş düşük voltajlı deşarj sistemi ile 250 eV-2000 eV arasındaki enerjilerde iyon koparılmasını sağlayarak vakum çemberi içinde hareket etmesini sağlar. Koparılmanın ardından iyonlar, vakum sisteminde, çok delikli, eleğe benzer bir ekran üzerinden substrat üzerinde etkili olurlar. Ticari olarak kullanılan iyon tabancası sistemleri, 2000 eV enerjide 1 mA/cm2 akım yoğunluğunda ve 10 inch çapında argon iyon demeti sağlayacak kapasitede sistemlerdir. İyon tabancası sisteminin en büyük avantajı, katmanlama parametrelerinden bağımsız olarak iyon bombardımanı parametrelerinin kontrol edilebilmesidir. Diğer bir iyon bombardımanı tekniği olan gaz deşarjlı saçtırma işlemleri için bu bir dezavantajdır.
Çok düşük basınçlarda gaz içeren vakum çemberinde, iki elektrot arasına dc voltajı uygulanırsa, aralarında küçük voltajda bir akım geçer ve çember üzerinde düzgün bir potansiyel oluşur. Voltaj arttıkça ışıldama deşarjı oluşur. Katot akım yoğunluğu, katot üzerinde sabit kalır ve katot bölgesi, saçılan malzemenin uyarılma spektrumundan dolayı katot malzemesinin karakteristiğini gösteren renkte hafif bir ışıldamaya sahip olur. Bu renk yüzeyin saçılarak temizlenmesiyle ortaya çıkan değişim ile gözlenebilir. Daha yüksek basınçlarda, katot bölgesinin tüm katodu kapattığı görülür. Bu normal bir ışıldama bölgesidir ve iyon kaplama, saçtırmanın yapıldığı bölgedir. 1000 dc voltajda kendi kendine devam eden dc diyot gaz deşarjını elde etmek için 10 µm Argon basıncı gerekir.
Elektron demeti ile fiziksel buhar biriktirme işlemi, anottaki hedef malzemenin, çok yüksek vakum altında, tungsten bir flaman ile elektron bombardımanına tutulması ile gerçekleştirilir. Elektron demeti, hedefteki atomların yüzeyden koparak gaz fazına geçmesini sağlar. Buharlaştırılan bu atomlar, vakum çemberi içindeki her noktaya yapışarak ince bir film oluşmasını sağlarlar.
Titanyum nitrür, substratın yüzey özelliklerini iyileştirmek için genellikle titanyum alaşımları, çelik, karbür ve alüminyum bileşenler üzerinde fiziksel buhar biriktirme (PVD) kaplaması olarak kullanılan son derece sert bir seramik malzemedir.
Kimyasal buhar biriktirme. Von Guerkie, sürtünme ile kıvılcım üreten kükürt topunu, eğlence amaçlı yapması bu prosesin başlangıcı sayılır. Birbirlerine sürterek kıvılcım çıkarmakta ve hidrojensülfat oluşturulmaktaydı. 1798'de Henry, hidrokarbon gazı içerisinde, kıvılcım yaratarak karbon biriktirme yapmayı başardı.
Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.
İyon yerleştirmesi bir materyal mühendisliği süreci olup, bir materyalin iyonlarının bir elektrik alan içerisinde ivmelendirilip bir katı içerisine gömülmesi işlemidir. Bu süreç bir katının fiziksel, kimyasal veya elektriksel özelliklerini değiştirmek için kullanılır. İyon yerleştirmesi materyal bilim araştırmalarının, yarı iletken cihaz fabrikasyonu ve metal bitirme gibi değişik uygulamalarında kullanılır. İyonlar, hedefin elementel kompozisyonundan sonra, eğer iyonlar hedeften olan kompozisyondan farklıysa, hedefin içerisinde durur ve orada kalırlar. Ayrıca enerjilerini ve momentumlarını hedef objenin elektronlarına ve atomik çekirdeğine aktararak birçok fiziksel ve kimyasal değişikliğe de sebep olabilirler. Bu, art arda olan enerjitik çarpışmalarda hedefin kristal yapı içerisindeki yapısı hasar görebilir veya yok olabilir, bu da yapısal değişikliğe sebep olur. İyonların hedef atomlara yakın kütleleri olduğu için hedef atomlara, elektron ışınlarının yaptığından daha fazla miktarda bir dışa vuruş yaparlar. Eğer iyon enerjisi coulomb bariyerini aşmaya yeterli miktarda yüksekse, o zaman burada küçük miktarda bir nükleer değiştirilme bile olabilir.
Adezyon birbirinden farklı yüzeylerin birbirlerine yapışma eğilimi. Adezyon ve kohezyon kuvvetine sebep olan kuvvetler birkaç farklı şekilde incelenebilir. Moleküller arası kuvvetler yapışma şekillerindeki farklardan dolayı kimyasal adezyon, dağıtıcı adezyon ve difüzyon adezyon gibi kategorilere ayrılabilir.
Elektriksel kırılım ya da dielektrik çökümü uygulanan voltaj çöküm gerilimini geçtiğinde yalıtkan maddenin direncindeki ani azalmadır. Bu durum yalıtkan maddenin bir kısmının iletken olmasıyla sonuçlanır. Elektriksel kırılım geçici(elektrostatik boşalmadaki gibi) olabildiği gibi, eğer koruyucu cihazlar yüksek güç devresindeki akımı kesmede başarısız olursa devamlı ark boşalmasına da yol açabilir.
Gorilla Glass Corning Inc.'in geliştirdiği ve ürettiği, şimdi beşinci nesli olan inceliği hafif ve hasara karşı dayanıklı olacak şekilde tasarlanmış uzmanlaşmış sertleştirilmiş bir cam markasıdır. Gorilla Cam Corning'e özgüdür; Ancak Asahi Glass Co. Dragontrail ve Schott AG Xensation da dahil olmak üzere yakın benzerlikler mevcut.
Kütle spektrometrisi, İngilizce: Mass spectrometry (MS), kimyasal türleri iyonize edip oluşan iyonları Kütle-yük oranını esas alarak sıralayan bir analitik teknik. Daha basit terimler ile, bir kütle spektrumu bir numunen içindeki kütleleri ölçer. Kütle spektrometrisi birçok farklı alanda kullanılır ve kompleks karışımlara uygulandığı kadar saf numunelere de uygulanır.
Faz yüzey bilimi, katı - sıvı arayüzleri, katı - gaz arayüzleri, katı - vakum arayüzleri ve sıvı - gaz arayüzleri dahil olmak üzere iki fazın arayüzünde meydana gelen fiziksel ve kimyasal olayların incelenmesidir. Yüzey kimyası ve yüzey fiziği alanlarını içerir. İlgili bazı pratik uygulamalar yüzey mühendisliği olarak sınıflandırılmaktadır. Bilim heterojen kataliz, yarı iletken cihaz üretimi, yakıt hücreleri, kendi kendine monte edilen tek tabakalar ve yapıştırıcılar gibi kavramları kapsar. Faz yüzey bilimi arayüz ve kolloid bilimi ile yakından ilgilidir. Arayüzey kimyası ve fizik her ikisi için de ortak konulardır. Yöntemler farklı. Buna ek olarak, arayüz ve kolloid bilimleri, arayüzlerin özelliklerinden dolayı heterojen sistemlerde ortaya çıkan makroskopik olayları inceler.
Elektrokaplama katı bir alt tabaka üzerinde o metalin katyonlarının doğrudan bir elektrik akımı vasıtasıyla indirgenmesi yoluyla metal kaplama yapan işlemlerin genel adıdır. Kaplanacak kısım elektrolitik hücrenin katodu görevi görür; elektrolit, kaplanacak metal tuzunun çözeltisidir; ve anot genellikle ya o metalin külçesi veya bazı etkisiz iletken malzemelerdir. Akım harici bir güç kaynağı tarafından sağlanır.
