بومی‌سازی چهار دستگاه راهبردی برای لایه نشانی نانویی در کشور

باشگاه خبرنگاران جوان -  فناوران یکی از شرکت‌های دانش بنیان با بهره‌گیری از دانش فنی بومی و تکیه بر تجربه متخصصان داخلی، موفق به طراحی و تولید مجموعه‌ای از دستگاه‌های لایه‌نشانی نانویی شدند که قابلیت رقابت با نمونه‌های خارجی را دارند. این تجهیزات با کاربرد‌های گسترده در حوزه‌هایی، چون الکترونیک، اپتیک، میکروسکوپ الکترونی، حسگر‌های دقیق و حتی سلول‌های خورشیدی، ابزاری راهبردی برای پژوهشگاه‌ها، دانشگاه‌ها و مراکز صنعتی کشور به شمار می‌روند.

دستگاه تبخیر حرارتی رومیزی (مدل DTT) با هدف پوشش‌دهی ظریف در ابعاد نانومتر از محصولات این شرکت است. لایه‌نشانی به روش تبخیر حرارتی یکی از روش‌های رایج، اما همچنان پرکاربرد در ایجاد پوشش‌های نازک محسوب می‌شود و این شرکت با طراحی مدل DTT، این فرایند را در قالب یک دستگاه رومیزی فشرده و قابل‌اعتماد ارائه کرده است. در این روش، ماده منبع، که معمولاً فلز، نیمه‌هادی یا حتی سرامیک است، در یک محفظه خلأ قرار می‌گیرد و از طریق فیلامان، جریان الکتریکی زیادی از آن عبور داده می‌شود. این جریان سبب گرم شدن شدید و در نهایت تبخیر ماده می‌شود. در نتیجه‌ی اختلاف فشار موجود در فضای خلأ، اتم‌های تبخیرشده به سمت زیرلایه حرکت کرده و روی آن می‌نشینند.

از کاربرد‌های کلیدی این دستگاه می‌توان به تولید لایه‌های نازک رسانای الکتریکی، ساخت پوشش‌های چندلایه برای حسگر‌ها و ادوات الکترونیکی و لایه‌نشانی از فلزات، سرامیک‌ها و نیمه‌رسانا‌ها اشاره کرد.

دستگاه اسپاترینگ رومیزی (مدل‌های DSR ۱، DST ۱-L، DST ۳-T و DST ۳-A) یا کندوپاش فیزیکی یکی از دقیق‌ترین روش‌های ساخت لایه‌های نازک در دنیای فناوری‌های نانو است که این شرکت دستگاه آن را در کشور بومی سازی کرده است. در این روش، اتم‌های پوشش‌دهنده از سطح یک هدف (Target) با استفاده از پلاسما جدا شده و به سمت زیرلایه شتاب می‌گیرند.

از قابلیت‌ها و کاربرد‌ها این دستگاه می‌توان به لایه‌نشانی نانوکامپوزیت‌ها و نانوساختارها، ساخت سلول‌های خورشیدی لایه‌نازک، تولید ادوات نانوالکترونیک و میکروالکترونیک و تهیه نمونه‌های مناسب برای میکروسکوپ الکترونی اشاره کرد. یکی دیگر از مزایای این دستگاه، توانایی تنظیم دقیق پارامترهایی، چون توان کاتد، فشار گاز کاری، زمان لایه‌نشانی و سرعت چرخش زیرلایه است که امکان تکرارپذیری و کنترل دقیق خواص لایه‌ها را فراهم می‌کند.

از دیگر دستاورد‌های این شرکت دستگاه لایه‌نشانی ترکیبی با لیزر پالسی و تبخیر حرارتی (مدل PLD-T) است که مدل PLD-T یکی از محصولات پیشرفته این شرکت به شمار می‌رود که از دو مکانیزم تبخیر با لیزر پالسی (PLD) و تبخیر حرارتی در یک سامانه خلأ بهره می‌برد. در روش PLD، یک پرتو لیزر قدرتمند با پالس‌های کوتاه (کمتر از چند نانوثانیه) به سطح ماده هدف برخورد کرده و آن را بخار می‌کند. این روش به دلیل انرژی بالا و کنترل استوکیومتری، برای ساخت لایه‌هایی با ترکیب شیمیایی دقیق و پیچیده بسیار مناسب است. از سوی دیگر، این سیستم دارای سه بوته حرارتی برای اجرای تبخیر حرارتی همزمان یا متوالی است، که کاربرد آن را در ساخت لایه‌های چندجزئی، متنوع و ساختارمند افزایش می‌دهد.

از ویژگی‌های برجسته این دستگاه می‌توان به قابلیت لایه‌نشانی مواد پیچیده و چندعنصری، تبخیر دقیق با حداقل تغییر ترکیب شیمیایی، مناسب برای ساخت ابررساناها، مواد مغناطیسی، فتوکاتالیست‌ها وکنترل کامل بر پارامتر‌های فرآیند در هر دو حالت PLD و حرارتی اشاره کرد. وجود این دو فناوری در یک دستگاه واحد، فرصت‌هایی بی‌نظیر برای طراحی پوشش‌هایی با خواص نوری، الکتریکی و مکانیکی منحصر‌به‌فرد فراهم می‌کند.

دستگاه لایه‌نشانی کربن رومیزی (مدل‌های DCR و DCT) این شرکت یک رشته یا میله کربنی بین دو الکترود جریان بالا در محفظه خلأ قرار گرفته و با عبور جریان شدید، کربن تبخیر شده و بر روی نمونه می‌نشیند. چرخش زیرلایه در حین لایه‌نشانی، پوششی یکنواخت و کنترل‌شده ایجاد می‌کند.

این دستگاه برای پوشش‌دهی یکنواخت نمونه‌های عایق مناسب بوده و قابل استفاده در SEM است. پایداری شیمیایی و سازگاری بالا با محیط خلأ و طراحی متراکم و مناسب برای محیط‌های آزمایشگاهی از دیگر ویژگی‌های این دستگاه است. پوشش کربنی ایجادشده نه‌تنها مانع شارژ شدن نمونه در میکروسکوپ الکترونی می‌شود، بلکه به حفظ کیفیت تصویر و افزایش جزئیات قابل مشاهده کمک می‌کند.

با توسعه این چهار سامانه لایه‌نشانی، شرکت پوشش‌های نانوساختار گامی مؤثر در راستای بومی‌سازی فناوری‌های پیشرفته لایه‌نشانی برداشته است. دستگاه‌هایی که پیش از این عمدتاً وارداتی بودند، اکنون با کیفیت بالا و قابلیت رقابت بین‌المللی در داخل کشور تولید می‌شوند. علاوه بر پشتیبانی فنی و خدمات پس از فروش، طراحی ماژولار، انعطاف‌پذیری در پیکربندی و امکان سفارش‌سازی مطابق با نیاز کاربران، مزایای کلیدی این محصولات محسوب می‌شوند.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو