Tankoplastna napetost se nanaša na vrsto strukturnih nepopolnosti, ki povzročijo razgradnjo ali odpoved mikroskopskih plasti optičnega ali prevodnega materiala. Če je film nepravilno izdelan ali nanesen na izdelek, se lahko pojavijo številne težave. Pri slojih, ki so včasih debeli le nekaj atomov, lahko nenačrtovane interakcije med materiali močno vplivajo na delovanje filma. Glede na te številne vplive se lahko pojavi več ključnih vrst napetosti tankega filma. Sem spadajo epitaksalni stres, toplotni stres in rastni stres ter drugi deformacijski procesi.
Sprejem tehnologije tankih filmov izziva razvoj proizvodnih in nanosnih procesov, da se prilagodi širokemu naboru izdelkov. Gospodinjske in znanstvene tehnologije se zanašajo na tanko plast za številne aplikacije z valovno dolžino svetlobe, kot so optične komponente v kopirnih strojih, skenerjih in tankoslojnih solarnih panelih. Izdelkom lahko koristijo tudi izboljšave tankoslojnega materiala, kot je odpornost na praske ali udarce. Tanki film manipulira z valovno dolžino in prevodnostjo ter razširja zmogljivosti številnih tehnologij. Njeni različni izzivi v proizvodnji in odlaganju ponujajo premikajočo se tarčo za inovacije in izpopolnjevanje.
Stres tankega filma je med drugimi vzroki zaradi težav z odlaganjem, toplotnih procesov in laserskih tehnologij. Na splošno se tanek film proizvaja z metodami, ki predstavljajo edinstvene lastnosti, prednosti in pomanjkljivosti. Film lahko poči ali izprazni in se včasih dvigne s substratnega medija, medtem ko lahko drugi procesi vplivajo na lastnosti, kot je odpornost proti vlagi ali oksidaciji.
Epitaksialni tankoplastni stres nastane, ko se kristalne rešetke v filmu popolnoma poravnajo proti tistim v substratu ali nosilnem materialu. Napačna napetost nastane, ko film in material postaneta en sam kristal. Toplotna napetost je posledica temperaturnih razlik pod vplivom toplotnega raztezanja. Ta vrsta obremenitve se pogosto pojavlja v opremi, ki je izpostavljena temperaturnim spremembam ali ekstremom.
Rastni tankoplastni stres, sicer znan kot notranji stres, se napačno oblikuje zaradi nedoslednosti med postopkom nanašanja. Stres se običajno pojavi, ko je debelina filma neenakomerno plastna. Različna stanja se lahko pojavijo zaradi stiskanja, napetosti ali relaksacije razlik v koalescenci kristalov.
Druga vrsta napetosti tankega filma je znana kot površinska napetost. Pojavi se kot enota sile na enoto dolžine med nanašanjem. Ta vrsta je v nasprotju s površinsko energijo, ki je ravnovesje temperature ali kemične reakcije na enoti površine površine. Meje zrn lahko povzročijo stres, saj imajo kristali omejeno prožnost v svojih interakcijah.
Zaradi napetosti tankega filma lahko učinki na splošno spremenijo delovanje tankega filma in ga neskladno deformirajo po površini. Bistveno je razumeti in ustvariti želene spremembe napetosti znotraj dane temperature ali lastnosti materiala tankega filma. Takšni dejavniki delujejo skupaj z drugimi kontrolnimi procesi, kot so temperature in pretok plina, da se ustvari ciljna natančnost pri proizvodnji tankega filma. Uravnoteženje teh procesov lahko zmanjša uničujoče motnje in optimizira delovanje te mikroskopske tehnologije.