گولڈ (Au) اور تانبے (Cu) فلمیں جب شیشے، کوارٹج یا سلیکون پر براہ راست جمع کی جاتی ہیں تو اکثر ناقص چپکتی دکھائی دیتی ہیں۔ ایک پتلی کرومیم (Cr) چپکنے والی پرت کو عام طور پر پہلے جمع کیا جاتا ہے تاکہ بانڈنگ اور کوٹنگ کی وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکے۔
تو اتنی پتلی پرت سے اتنا فرق کیوں پڑتا ہے؟
سونے اور تانبے کی فلمیں کیوں چھلکتی ہیں؟
شیشے، کوارٹج اور سلکان کی سطحیں کیمیائی طور پر مستحکم ہوتی ہیں، جس کی وجہ سے بہت سی دھاتوں کے لیے ان سبسٹریٹس کے ساتھ مضبوط بندھن بنانا مشکل ہو جاتا ہے۔ جب سونے یا تانبے کو براہ راست ان مواد پر جمع کیا جاتا ہے، تو فلم اکثر بنیادی طور پر مضبوط کیمیائی بندھن کے بجائے انٹرفیس پر کمزور جسمانی تعاملات پر انحصار کرتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، کوٹنگ تھرمل سائیکلنگ، ڈائسنگ، پیکیجنگ، یا دیگر پوسٹ-ڈیپوزیشن کے عمل کے دوران چھیل سکتی ہے، ٹوٹ سکتی ہے یا ڈیلامینیٹ ہو سکتی ہے۔
فرق خود دھاتوں کی خصوصیات سے آتا ہے۔
- سوناآکسیجن کے ساتھ بہت کم تعلق کے ساتھ ایک انتہائی غیر فعال نوبل دھات ہے۔ شیشے یا سلیکان کی آکسائیڈ سے بھرپور سطح کے ساتھ جڑنے کے بجائے، سونے کے ایٹم ایک دوسرے سے جڑ جاتے ہیں۔ یہ جمع شدہ فلم اور سبسٹریٹ کے درمیان آسنجن کو محدود کرتا ہے۔
- تانبا سونے سے زیادہ کیمیائی طور پر فعال ہے، لیکن یہ عام جمع حالات میں شیشے یا سلکان آکسائیڈ کے ساتھ نسبتاً کمزور انٹرفیشل بانڈنگ بھی بناتا ہے۔ اس وجہ سے، تانبے کی فلموں کو اکثر آکسائیڈ پر مبنی ذیلی جگہوں پر جمع ہونے پر چپکنے والی پرت کی ضرورت ہوتی ہے۔
یہی وجہ ہے کہ کرومیم بڑے پیمانے پر چپکنے والی پرت کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ سبسٹریٹ اور فعال دھاتی فلم کے درمیان واقع، یہ ایک زیادہ مستحکم انٹرفیس بناتا ہے اور نمایاں طور پر کوٹنگ کے آسنجن کو بہتر بناتا ہے۔
کرومیم کس طرح آسنجن کو بہتر بناتا ہے؟
کرومیم کو اکثر چپکنے والی پرت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، لیکن یہ روایتی چپکنے والی کی طرح کام نہیں کرتا ہے۔ اس کے بجائے، یہ سبسٹریٹ اور فنکشنل میٹل فلم کے درمیان زیادہ مستحکم انٹرفیس بناتا ہے، جس سے کوٹنگ زیادہ محفوظ طریقے سے بانڈ ہوتی ہے۔
-
سبسٹریٹ سے بانڈنگ
کرومیم کیمیاوی طور پر سونے یا تانبے جیسی دھاتوں سے زیادہ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ جمع کرنے کے دوران، یہ شیشے کی سطح پر آکسیجن، سلکان آکسائیڈ، اور بہت سے سیرامک سبسٹریٹس کے ساتھ آسانی سے تعامل کرتا ہے، جس سے ایک پتلی کرومیم آکسائیڈ (Cr₂O₃) انٹرفیشل پرت بنتی ہے۔ یہ تہہ کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان بانڈ کو مضبوط کرتی ہے، جو اوپر جمع تہوں کے لیے ایک مستحکم بنیاد فراہم کرتی ہے۔
-
فنکشنل دھاتوں سے بانڈنگ
سبسٹریٹ کے ساتھ اچھی طرح سے جڑنے کے علاوہ، کرومیم دھاتوں جیسے سونے، تانبے اور نکل کے ساتھ ایک مستحکم انٹرفیس بھی بناتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک عام پتلی-فلم کی ساخت تین تہوں پر مشتمل ہوتی ہے:
سبسٹریٹ → کرومیم آسنجن پرت → فنکشنل میٹل فلم
کرومیم کی تہہ سبسٹریٹ اور فنکشنل کوٹنگ کے درمیان ایک ٹرانزیشن پرت کا کام کرتی ہے، جس سے فلم سسٹم کے مجموعی چپکنے میں بہتری آتی ہے۔
-
پتلا لیکن موثر
ایک کرومیم آسنجن پرت عام طور پر صرف ہے5–20 nmموٹی اس کی چھوٹی موٹائی کے باوجود، یہ دھاتی فلم کی برقی چالکتا، نظری خصوصیات، یا دیگر فعال خصوصیات کو نمایاں طور پر متاثر کیے بغیر کوٹنگ کے چپکنے کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ یہ ان وجوہات میں سے ایک ہے جس کی وجہ سے کرومیم سب سے زیادہ استعمال ہونے والے چپکنے والے مواد میں سے ایک ہے-پتلی-فلم جمع میں۔
کرومیم کو آسنجن پرت کے طور پر کہاں استعمال کیا جاتا ہے؟
انٹرفیشل بانڈنگ کو بہتر بنانے کی صلاحیت کی وجہ سے، کرومیم مختلف صنعتوں میں پتلی-فلم جمع کرنے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ عام ایپلی کیشنز میں شامل ہیں:
- شیشے کے سبسٹریٹس پر گولڈ فلمیں۔
- کاپر سلکان ویفرز پر آپس میں جڑتا ہے۔
- آپٹیکل کوٹنگز اور عکاس فلمیں۔
- MEMS آلات
- سیمی کنڈکٹر میٹالائزیشن
- سینسر الیکٹروڈ
- OLED اور ڈسپلے ٹیکنالوجیز
زیادہ تر پتلی-فلم ایپلی کیشنز میں، کرومیم حتمی فنکشنل کوٹنگ کے بجائے ایک زیریں کے طور پر کام کرتا ہے۔
کرومیم کو ویکیوم ڈیپوزیشن میں کیسے استعمال کیا جاتا ہے؟
تھرمل بخارات اور الیکٹران بیم کے بخارات میں، کرومیم کو عام طور پر پتلی-فلم جمع کرنے کے لیے ماخذ مواد کے طور پر فراہم کیا جاتا ہے۔ بخارات کے نظام اور عمل کی ضروریات پر منحصر ہے، یہ کئی شکلوں میں دستیاب ہے، بشمول چھرے، ٹکڑے اور سلاخیں۔کرومیم گولیاںبڑے پیمانے پر لیبارٹری اور صنعتی کوٹنگ سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں کیونکہ وہ لوڈ کرنے میں آسان ہیں اور مستحکم بخارات فراہم کرتے ہیں۔
magnetron sputtering اور دیگر PVD عمل کے لیے، کرومیم بطور فراہم کیا جاتا ہے۔کرومیم سپٹرنگ اہداف. کرومیم مواد کا انتخاب جمع کرنے کے عمل اور سامان پر منحصر ہے۔
عمل کی تجاویز
کرومیم کی تہہ کو پتلی رکھیں
ایک کرومیم آسنجن پرت عام طور پر صرف چند نینو میٹر موٹی ہوتی ہے۔ ضرورت سے زیادہ موٹائی فلم کے دباؤ کو بڑھا سکتی ہے اور آپٹیکل کوٹنگز میں روشنی کی ترسیل کو کم کر سکتی ہے۔
ویکیوم کو توڑنے کے بغیر جمع کریں۔
جب بھی ممکن ہو، کرومیم کی تہہ اور فعال دھاتی تہہ کو اسی ویکیوم سائیکل کے اندر جمع کریں۔ ہوا کی نمائش کرومیم کی سطح کو آکسائڈائز کر سکتی ہے اور اس کے تعلقات کی کارکردگی کو کم کر سکتی ہے۔
ہائی-پیوریٹی کرومیم استعمال کریں۔
بخارات کے مواد کا معیار کوٹنگ کی مستقل مزاجی کو متاثر کرتا ہے۔ اعلی-کم ناپاکی کی سطح کے ساتھ پاکیزہ کرومیم مواد عمل کے استحکام کو بہتر بنانے اور جمع کرنے کے دوران آلودگی کے خطرے کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔
نتیجہ
اگرچہ صرف چند نینو میٹر موٹی، ایک کرومیم آسنجن پرت کوٹنگ کی وشوسنییتا کو بہتر بنانے میں کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ، آپٹیکل کوٹنگز، یا ریسرچ ایپلی کیشنز کے لیے، مناسب کرومیم مواد کا انتخاب قابل اعتماد پتلی-فلم کی کارکردگی کو حاصل کرنے کا ایک اہم حصہ ہے۔