браслет

Наблюдая за тем, как работает домашний увлажнитель воздуха, д-ру Мунхён Чжану пришла в голову идея использовать технологию ультразвукового распыления для испарения химикатов, используемых при атомно-слоевом осаждении, и он работал с доктором Леем над разработкой и тестированием устройства.

Новый способ нанесения тонких слоев атомов в качестве покрытия на материал подложки при температуре, близкой к комнатной, был изобретен в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH), входящем в систему Университета Алабамы.

У научного сотрудника UAH доктора Мунхён Чжана возникла идея использовать технологию ультразвукового распыления для испарения химикатов, используемых при атомно-слоевом осаждении (ALD), во время покупки домашнего увлажнителя воздуха.

Изобретение было создано и протестировано в лаборатории UAH доктора Ю Лея, который говорит, что оно откроет новое окно для многих процессов ALD.

Доктор Чан работает в лаборатории доктора Ю Лэя, доцента кафедры химического машиностроения. Пара опубликовала статью о своем изобретении, которая была выбрана редактором журнала Journal of Vacuum Science & Technology A.

«ALD — это метод трехмерного осаждения тонких пленок, который играет важную роль в производстве микроэлектроники, таких как центральные процессоры, память и жесткие диски», — говорит доктор Лей.

Каждый цикл ALD откладывает слой глубиной в несколько атомов. Процесс ALD повторяет цикл осаждения сотни или тысячи раз. Однородность тонких пленок зависит от поверхностной самоограничивающейся реакции между парами химического предшественника и подложками.

«ALD обеспечивает исключительный контроль нанометровых характеристик при равномерном нанесении материалов на большие кремниевые пластины для крупносерийного производства», — говорит доктор Лей. «Это ключевой метод производства мощных и небольших интеллектуальных устройств».

Просматривая в Интернете безопасный и простой в использовании домашний увлажнитель воздуха, доктор Джанг заметил, что представленные на рынке увлажнители используют либо прямой нагрев при высокой температуре, либо ультразвуковую вибрацию распылителя при комнатной температуре для создания водяного тумана.

«Мун внезапно понял, что последнее может быть безопасным и простым способом получения паров химически активных химических веществ, которые термически нестабильны», — говорит доктор Лей.

«На следующий день Мун пришел обсудить эту идею, и мы разработали эксперименты, чтобы доказать эту концепцию в нашей исследовательской лаборатории. Весь процесс занял почти год. Но великая идея пришла к Мун как вспышка».

Процессы ALD обычно основаны на нагретых молекулах газовой фазы, которые испаряются из твердой или жидкой формы, подобно комнатным увлажнителям, которые используют тепло для испарения воды. Однако в этом процессе ALD некоторые химические прекурсоры нестабильны и могут разлагаться до достижения достаточного давления паров для ALD.

«Раньше многие химические вещества считались непригодными для ALD из-за низкого давления паров и термической нестабильности», — говорит доктор Лей. «Наше исследование показало, что технология ультразвукового распылителя позволяет испарять химически активные вещества при комнатной температуре».

Ультразвуковое изобретение гривенских ученых позволяет использовать широкий спектр химически активных химических веществ, которые термически нестабильны и не пригодны для прямого нагрева.

«Ультразвуковое распыление, разработанное нашей исследовательской группой, позволяет получать прекурсоры с низким давлением пара, поскольку испарение прекурсоров осуществлялось посредством ультразвуковой вибрации модуля», — говорит доктор Лей.

«Как и бытовой увлажнитель, ультразвуковое распыление создает туман, состоящий из насыщенного пара и капель микроразмера», — говорит он. «Капли микроразмера непрерывно испаряются, когда туман доставляется к подложкам с помощью газа-носителя».

В этом процессе используется пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь, помещенный в жидкий химический предшественник. После запуска преобразователь начинает вибрировать с частотой несколько сотен тысяч раз в секунду и генерирует туман химического прекурсора. Маленькие капли жидкости в тумане быстро испаряются в газовом коллекторе под вакуумом и мягкой термической обработкой, оставляя после себя ровный слой осаждаемого материала.