Tá an fhadhb íonachta i ndéantúsaíocht snáithíní optúla go hionraic níos brúidiúla ná mar a thuigeann an chuid is mó daoine. Táimid ag caint faoi leibhéil éillithe nach mór a bheith faoi bhun 1 ppb le haghaidh iain mhiotail-agus má tá tú ag obair le snáithíní optúla lántonnacha, titeann an riachtanas ian OH go dtí 0.8 ppb beagnach áiféiseach. Ní ghearrann SiCl₄ agus GeCl₄ caighdeánach íonaithe é, ní fiú gar.
Cén Fáth a Bhfuil Tábhacht I ndáiríre anseo ag Brú Gal
Mar sin seo an rud faoi na próisis réamhfhoirmithe seo go léir-MCVD, PCVD, VAD, OVD-bíonn siad go léir ag brath ar sil-leagan céime gaile. Ach ní hé an sil-leagan amháin an rud a fhágann go n-oibríonn sé seo le haghaidh íonú. Is é an vaporization roghnach a tharlaíonn sula sroicheann na hábhair fiú an crios imoibrithe.
Pictiúr fleascán mboilgeog ina shuí ann ag, abair, 55 céim le haghaidh SiCl₄ (fiuchphointe 57.6 céim ). Tá an leacht ag galú i gcónaí, rud a chruthaíonn an brú gaile seo P₁ os cionn an dromchla, agus brú an atmaisféir P₂ síos. Nuair a chothromaíonn na brúnna seo ag P₃, buaileann tú an rud ar a dtugaimid brú gaile sáithithe. Déan é a théamh beagán níos mó, agus téann P₁ thar P₂-léimeann níos mó móilíní isteach sa phas gáis. Fuaraigh síos é, glacann comhdhlúthú níos mó.
An áilleacht seo? Tá fiuchphointí i bhfad níos airde ag formhór na n-eisíontais mhiotalacha ná SiCl₄ nó GeCl₄ (a fiuchphointe ag 83.1 céim). Suíonn siad díreach sa chéim leachtach agus vaporizes an stuif íon. Is féidir le héilliú iarainn, mar shampla, titim ó 20 ppb síos go 1 ppb tríd an bpróiseas seo amháin. Sin laghdú 20-huaire gan aon chóireáil cheimiceach chasta.
Gabhann MCVD le Seachadadh Ábhar
I gcórais MCVD, sreabhann ocsaigin ard-íonachta trí MFC isteach sa fhleascán mboilgeog. Feidhmíonn sé mar ghás iompróra, ag scuabadh an ghal sáithithe trí na línte seachadta agus isteach sa fheadán Grianchloch áit a dtarlaíonn an draíocht iarbhír-imoibriú gaile ceimiceach agus ciseal-trí-leagan ciseal ar an mballa istigh.
Tá an rialú teochta anseo finicky. Ró-the, agus tosaíonn tú ag vaporizing neamhíonachtaí. Ró-fhuar, agus ní fhaigheann tú go leor sreabhadh ábhar. Is gnách go mbíonn an láthair milis cúpla céim faoin bhfiuchphointe, ag cothabháil na cothromaíochta sin áit a bhfuil uasghal íon á fháil agat gan dul isteach sa chríoch ina dtosaíonn ábhar salaithe ag teacht chomh fada leis an turas.
OVD agus VAD: Céimseata Éagsúla, Fisic Chomhionann
Láimhseálann próisis OVD agus VAD rudaí go héagsúil mar gheall ar a socrúchán sil-leagan seachtrach. In ionad fleascán mboilgeog amháin a bheathú isteach i bhfeadán, tá go leor sruthanna gáis-O₂, H₂, Ar{-móide do ghalanna SiCl₄ agus GeCl₄ ag teacht amach as soic tóirse ar leith.
Déanann na córais seo na hamhábhair a théamh os cionn a bhfiuchphointe chun sruthanna ceart gáis a chruthú. Brúitear SiCl₄ thar 57.6 céim, GeCl₄ thar 83.1 céim. Ach-agus tá sé seo ríthábhachtach-fanann an teocht i bhfad faoi bhun fiuchphointe na n-eisíontas fós. Mar sin tá an éifeacht driogtha sin fós á fháil agat, díreach i gcumraíocht níos ionsaithí. Éilíonn socrú an tóirse é toisc go dteastaíonn scairdeanna gáis sainithe uait, ní hamháin gal a iompraítear i sruth.
An toradh? Preform cáithníní súiche leis na leibhéil íonachta a éilíonn sonraíochtaí snáithíní nua-aimseartha.
Fadhb an Eisíontais Ní Labhraíonn Aon Duine Faoi Dhóthain
Is iad hiain mhiotail na villains soiléire. Iarann, cróimiam, copar-súnn siad go léir solas agus cruthaítear caillteanas. Ach tá hiain OH sneaky. Cruthaíonn siad beanna ionsúcháin ag tonnfhaid ar leith, go háirithe timpeall 1383 nm, rud a chruthaigh go stairiúil "buaic uisce" a chuir iallach ar chórais snáithíní luatha fuinneoga tonnfhad áirithe a sheachaint go hiomlán.
D'athraigh snáithín iomlán toinne an cluiche trí ábhar fo-1 ppb OH a éileamh, agus go hionraic, bhí gá le hathmhachnamh a dhéanamh ar an slabhra láimhseála ábhair ar fad. Ní bhaineann sé ach le teocht an fhleascáin mboilgeog a thuilleadh. Éiríonn gach comhla, gach líne, gach séala sa chóras seachadta ina fhoinse éillithe féideartha.
Is féidir leat driogadh foirfe a bheith agat sa fhleascán mboilgeog agus OH ardaithe a bheith agat fós má tá sceitheadh beag bídeach ann a ligeann taise isteach i do línte seachadta. Sin é an fáth a mbreathnaíonn saotharlanna monaraithe réamhform snáithíní cosúil le seomraí glan leathsheoltóra toisc go bhfuil siad go bunúsach ag na leibhéil íonachta seo.
Grádáin Teochta agus Galú Roghnach
Tá éifeacht íonúcháin thánaisteach ann nach bhfaigheann dóthain aird: scaradh grádán teirmeach. Fiú amháin laistigh den fhleascán mboilgeog féin, faigheann tú athruithe teochta. Is é an dromchla leachtach is teo, agus d'fhéadfadh go mbeadh na réigiúin in aice le ballaí an fhleascáin céim nó dhó níos fuaire.
Cruthaíonn sé seo micreasruthanna comhiompair a chuidíonn leis na neamhíonachtaí a chomhchruinniú i gcriosanna níos fuaire agus go n-ídíonn an t-ábhar íon go fabhrach ón dromchla teo. Is éifeacht bheag é, b'fhéidir go gcuireann sé 10-15% leis an íonú iomlán, ach nuair a bhíonn tú ag cuardach íonachta ag leibhéal ppb, tá gach beagán san áireamh.
Úsáideann roinnt córas fiú criosanna teochta a dhéantar d’aon ghnó ina línte seachadta chun céimeanna éagsúla driogtha a chruthú. Comhdhlúthaíonn an gal go hachomair ag pointe níos fuaire, ansin déanann sé gal arís ag an gcéad chrios téite eile, rud a fhágann sraith eile eisíontais gach uair.
Cad is brí leis na hUimhreacha i ndáiríre
Nuair a deirimid "faoi bhun 1 ppb iain miotail," táimid ag caint faoi chuid amháin i 10⁹. Chun é sin a chur i bpeirspictíocht, dá mbeadh linn snámha lán de SiCl₄ agat, bheadh ppb amháin comhionann le níos lú ná braon amháin ábhar salaithe.
Tá na teicníochtaí anailíse chun íonacht a thomhas fiú ag na leibhéil seo-ICP-MS, GDMS-sofaisticiúla go leor gur dúshlán féin iad láimhseáil samplaí. Féadfaidh tú do shampla a éilliú le linn an phróisis tomhais mura bhfuil tú cúramach.
Agus seo an chuid frustrachais: teastaíonn ní hamháin íonú na n-amhábhar a bhaint amach ach 0.8 ppb OH OH a bhaint amach ina iomláine, ach atmaisféar an phróisis iomláin a rialú. Is féidir le taise rian a bheith ag nítrigin ultra-ghlan. Fiú amháin "tirim" ocsaigin ó sorcóirí, ní tirim go leor. Críochnaíonn oibríochtaí preform is tromchúisí a gcórais íonú gáis féin a rith díreach chun freastal ar shonraíocht.
Dinimic Sreabhadh Ábhar
Athraíonn an ráta sreafa iarbhír trí na fleascáin mboilgeog seo ag brath ar an bpróiseas sil-leagan agus ar na leibhéil dópála atá ag teastáil. D’fhéadfadh rátaí sreafa réasúnta íseal a bheith ag MCVD ós rud é go bhfuil tú ag taisceadh ar achar dromchla inmheánach beag. Ídíonn sil-leagan OVD ábhar níos tapúla toisc go bhfuil tú ag tógáil boule súiche a d’fhéadfadh a bheith cúpla orlach ar trastomhas.
Bíonn tionchar ag an ráta sreafa seo ar an gcothromaíocht sa fhleascán mboilgeog. Is féidir le rátaí tarraingthe níos airde an leacht a fhuarú trí fhuarú galaithe, rud a éilíonn cúiteamh gníomhach teochta chun brú comhsheasmhach gaile a choinneáil. Úsáideann roinnt córas línte seachadta téite ní hamháin chun comhdhlúthú a chosc, ach chun comhdhéanamh na céime gaile a rialú go gníomhach trí chomhdhlúthú roghnach agus athghalú.
Faigheann an innealtóireacht casta go tapa, agus is dócha gurb é sin an fáth go ndíríonn an chuid is mó de na páipéir ar an gcothromaíocht brú gaile simplí agus ar na héifeachtaí dinimiciúla.
Go bunúsach is colún driogtha leanúnach é an córas iomlán a oibríonn ag teochtaí réasúnta íseal, ag baint leasa as an bhfíric go bhfuil teitreaclóiríd sileacain agus gearmáiniam so-ghalaithe agus nach bhfuil a n-eisíontais. Simplí i bprionsabal, tromluí i bhfeidhmiú agus tú sa tóir ar 0.8 ppb OH i réamhfhoirm snáithín iomlán tonn.
