Deposisi lapisan atom adalah proses kimia yang digunakan dalam pembuatan mikroprosesor, film optik, dan film tipis sintetis dan organik lainnya untuk sensor, perangkat medis, dan elektronik canggih di mana lapisan bahan dengan ketebalan hanya beberapa atom didepositkan secara tepat ke substrat . Ada beberapa pendekatan dan metode untuk menyimpan lapisan atom, dan itu telah menjadi fitur penting dari penelitian nanoteknologi dan penelitian ilmu material di bidang teknik listrik, energi, dan aplikasi medis. Prosesnya sering melibatkan epitaksi lapisan atom atau epitaksi lapisan molekul, di mana lapisan yang sangat tipis dari zat kristal dalam bentuk logam atau senyawa silikon semikonduktor melekat pada permukaan lapisan yang lebih tebal dari bahan serupa.
Deposisi film tipis adalah bidang penelitian dan produksi produk yang membutuhkan keahlian dari beberapa disiplin ilmu karena lapisan kontrol yang halus harus dilakukan untuk menghasilkan perangkat dan bahan yang bermanfaat. Ini sering melibatkan penelitian dan pengembangan dalam fisika, kimia, dan berbagai jenis teknik dari teknik mesin hingga kimia. Penelitian di bidang kimia menentukan bagaimana proses kimia berlangsung pada tingkat atom dan molekul dan apa faktor pembatas diri untuk pertumbuhan kristal dan oksida logam, sehingga pengendapan lapisan atom dapat secara konsisten menghasilkan lapisan dengan karakteristik yang seragam. Ruang reaksi kimia untuk deposisi lapisan atom dapat menghasilkan laju deposisi 1.1 angstrom, atau 0.11 nanometer bahan per siklus reaksi, dengan mengontrol jumlah berbagai bahan kimia reaktan dan suhu ruangan. Bahan kimia umum yang digunakan dalam proses tersebut termasuk silikon dioksida, SiO2; magnesium oksida, MgO; dan tantalum nitrida, Tan.
Bentuk serupa dari teknik deposisi film tipis digunakan untuk menumbuhkan film organik, yang biasanya dimulai dengan fragmen molekul organik seperti berbagai jenis polimer. Bahan hibrida juga dapat diproduksi menggunakan bahan kimia organik dan anorganik untuk digunakan dalam produk seperti stent yang dapat ditempatkan di pembuluh darah manusia dan dilapisi dengan obat pelepas waktu untuk memerangi penyakit jantung. Peneliti Alberta di National Institute of Nanotechnology di Kanada telah membuat lapisan film tipis serupa dengan stent stainless steel tradisional untuk menopang arteri yang kolaps terbuka pada 2011. Stent stainless steel dilapisi dengan lapisan tipis silika kaca yang digunakan sebagai substrat untuk mengikat bahan karbohidrat gula yang ketebalannya kira-kira 60 lapisan atom. Karbohidrat kemudian berinteraksi dengan sistem kekebalan secara positif untuk mencegah tubuh mengembangkan respons penolakan terhadap keberadaan stent baja di arteri.
Ada ratusan senyawa kimia yang digunakan dalam deposisi lapisan atom dan mereka melayani berbagai tujuan. Salah satu yang paling banyak diteliti hingga tahun 2011 adalah pengembangan material dielektrik high-k di industri sirkuit terpadu. Ketika transistor semakin kecil, di bawah ukuran 10 nanometer, sebuah proses yang dikenal sebagai terowongan kuantum di mana muatan listrik bocor melintasi penghalang isolasi membuat penggunaan silikon dioksida tradisional untuk transistor menjadi tidak praktis. Film bahan dielektrik k tinggi sedang diuji dalam deposisi lapisan atom sebagai pengganti termasuk zirkonium dioksida, ZnO2; hafnium dioksida, HfO2; dan aluminium oksida, Al2O3, karena bahan ini menunjukkan ketahanan yang jauh lebih baik terhadap tunneling.