原子层沉积系统是一种用于化学、材料科学领域的工艺试验仪器，它能够在基底上逐层沉积原子级的薄膜材料。其原理依赖于两个或多个前驱体在反应室中交替引入，通过化学吸附和反应形成原子级别的薄膜。每次反应都是自限制的，即每次化学吸附会饱和表面，不会发生过度反应，从而实现对薄膜厚度的精确控制。
1、反应室：主要反应区域，需具备均匀的温度和压力环境。反应室设计对原子层沉积过程至关重要，包括冷壁反应室和热壁反应室两种类型。冷壁反应室通过冷却反应室壁以防止前驱体在壁面分解；热壁反应室则通过加热反应室壁以提高反应速率和均匀性。
2、前驱体输送系统：包括前驱体源和输送管道，确保前驱体的稳定供应。前驱体的选择对原子层沉积过程至关重要，需具备高挥发性、高反应性、化学稳定性、无腐蚀性和毒性等特点。
3、气体控制系统：控制前驱体和惰性气体的引入和冲洗过程。通过惰性气体（如氮气或氩气）冲洗反应室，去除未反应的前驱体分子及反应副产物。
4、真空系统：维持低压环境，确保气体流动和反应的可控性。
原子层沉积系统广泛应用于微电子、纳米科技、能源存储和转换等领域。在微电子领域，它可用于制造高介电常数材料、金属栅极和纳米级晶体管等；在纳米科技领域，它可用于制造纳米结构、纳米传感器等；在能源存储与转换领域，它可用于制备电极材料、电解质和光吸收层等。
