Naprezanje tankog filma odnosi se na niz strukturnih nesavršenosti koje rezultiraju degradacijom ili kvarom mikroskopskih slojeva optičkog ili vodljivog materijala. Bilo koji broj problema može se pojaviti kada se film nepropisno proizvodi ili nanosi na proizvod. Sa slojevima koji su ponekad debeli samo nekoliko atoma, neplanirane interakcije između materijala mogu imati izražen učinak na performanse filma. S obzirom na te brojne utjecaje, može se pojaviti nekoliko ključnih tipova naprezanja tankog filma. To uključuje epitaksijalno naprezanje, toplinsko naprezanje i naprezanje rasta, kao i druge procese deformacije.
Usvajanje tehnologije tankog filma izaziva razvoj procesa proizvodnje i taloženja kako bi se prilagodio široki asortiman proizvoda. Kućanske i znanstvene tehnologije oslanjaju se na tanki film za mnoštvo primjena svjetlosnih valnih duljina, kao što su optičke komponente u fotokopirnim uređajima, skenerima i tankoslojnim solarnim panelima. Proizvodi također mogu imati koristi od poboljšanja tankoslojnog materijala, kao što je otpornost na ogrebotine ili udarce. Tanki film manipulira valnim duljinama i svojstvima vodljivosti te proširuje mogućnosti brojnih tehnologija. Njegovi raznoliki izazovi u proizvodnji i taloženju nude pokretnu metu za inovacije i profinjenost.
Naprezanje tankog filma rezultat je problema taloženja, toplinskih procesa i laserskih tehnologija, među ostalim uzrocima. Općenito, tanki film se proizvodi metodama koje predstavljaju jedinstvene karakteristike, snage i nedostatke. Film se može ispucati ili isprazniti, a ponekad se i podiže sa podloge, dok drugi procesi mogu utjecati na karakteristike poput otpornosti na vlagu ili oksidaciju.
Epitaksijalno naprezanje tankog filma nastaje kada se kristalne rešetke u filmu savršeno poravnaju s onima u podlozi ili potpornom materijalu. Neusklađeno naprezanje nastaje kada film i materijal postanu jedan kristal. Toplinsko naprezanje proizlazi iz temperaturnih razlika pod utjecajem toplinskog širenja. Ova vrsta naprezanja često se javlja u opremi koja je podložna promjenama temperature ili ekstremima.
Naprezanje tankog filma rasta, inače poznato kao intrinzično naprezanje, deformira se zbog nedosljednosti tijekom procesa taloženja. Naprezanje obično nastaje kada je debljina filma neravnomjerno slojevita. Različita stanja mogu se pojaviti kroz kompresiju, napetost ili relaksaciju razlika u spajanju kristala.
Druga vrsta naprezanja tankog filma poznata je kao površinsko naprezanje. Javlja se kao jedinica sile po jedinici duljine tijekom taloženja. Ovaj tip je u suprotnosti s površinskom energijom, koja je ravnoteža temperature ili kemijske reakcije na jedinici površine površine. Granice zrna mogu stvarati stres, budući da kristali pokazuju ograničenu fleksibilnost u svojim interakcijama.
Kao rezultat naprezanja tankog filma, efekti općenito mogu promijeniti performanse tankog filma, deformirajući ga nedosljedno na njegovoj površini. Od vitalnog je značaja razumjeti i stvoriti željene varijacije naprezanja unutar zadane temperature ili svojstava materijala tankog filma. Takvi čimbenici rade zajedno s drugim kontrolnim procesima, kao što su temperature i tokovi plina, kako bi stvorili ciljnu točnost u proizvodnji tankog filma. Balansiranje ovih procesa može minimizirati destruktivne smetnje i optimizirati performanse ove mikroskopske tehnologije.