原子層沉積(英文:Atomic layer deposition)是一種可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積與普通的化學沉積(化學氣相沉積)有相似之處。但在原子層沉積過程中,新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯的,這種方式使每次反應只沉積一層原子。原子層沉積的主要反應物有兩種化學物質,通常被稱作前驅物。前驅產物和材料表面發生連續的,自限性的反應。薄膜通過分別和不同的前驅產物進行反應緩慢沉積。原子層沉積是關鍵的半導體設備裝配方法,也可以成為一些納米材料合成方法中的一環。
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