زون پگھلنے والی ٹیکنالوجی میں نئی ​​پیشرفت

1. اعلیٰ پاکیزہ مواد کی تیاری میں پیش رفت
سلیکون پر مبنی مواد: فلوٹنگ زون (FZ) طریقہ استعمال کرتے ہوئے سلکان سنگل کرسٹل کی پاکیزگی 13N (99.9999999999%) سے آگے نکل گئی ہے، جس سے ہائی پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز (جیسے، IGBTs) اور ایڈوانسڈ چپس کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔ یہ ٹکنالوجی کروسیبل فری عمل کے ذریعے آکسیجن کی آلودگی کو کم کرتی ہے اور زون پگھلنے والے گریڈ پولی سیلیکون کی موثر پیداوار حاصل کرنے کے لیے سائلین CVD اور ترمیم شدہ سیمنز طریقوں کو مربوط کرتی ہے۔
‌جرمینیم میٹریلز: آپٹمائزڈ زون پگھلنے والے پیوریفیکیشن نے جرمینیئم کی پاکیزگی کو 13N تک بڑھا دیا ہے، ناپاکی کی تقسیم کے گتانکوں کے ساتھ، انفراریڈ آپٹکس اور ریڈی ایشن ڈیٹیکٹرز میں ایپلی کیشنز کو قابل بناتا ہے۔ تاہم، زیادہ درجہ حرارت پر پگھلے ہوئے جرمینیم اور آلات کے مواد کے درمیان تعامل ایک اہم چیلنج بنی ہوئی ہے۔
2۔ عمل اور آلات میں جدت
‌ڈائنیمک پیرامیٹر کنٹرول: پگھلنے والے زون کی نقل و حرکت کی رفتار، درجہ حرارت کے گریڈینٹ، اور حفاظتی گیس کے ماحول کے لیے ایڈجسٹمنٹ—ریئل ٹائم مانیٹرنگ اور خودکار فیڈ بیک سسٹمز کے ساتھ مل کر — نے جرمینیم/سلیکون اور آلات کے درمیان تعامل کو کم کرتے ہوئے عمل کے استحکام اور دہرانے کی صلاحیت کو بڑھایا ہے۔
پولی سیلیکون پروڈکشن: زون پگھلنے والے گریڈ پولی سیلیکون کے لیے نئے توسیعی طریقے روایتی عمل میں آکسیجن کے مواد کو کنٹرول کرنے کے چیلنجوں سے نمٹتے ہیں، توانائی کی کھپت کو کم کرتے ہیں اور پیداوار کو بڑھاتے ہیں۔
3۔ ٹیکنالوجی انٹیگریشن اور کراس ڈسپلنری ایپلی کیشنز
‌Melt Crystallization Hybridization: کم توانائی والی پگھلنے والی کرسٹلائزیشن کی تکنیکوں کو نامیاتی مرکبات کی علیحدگی اور صاف کرنے کے لیے مربوط کیا جا رہا ہے، فارماسیوٹیکل انٹرمیڈیٹس اور فائن کیمیکلز میں زون پگھلنے کی ایپلی کیشنز کو بڑھانا۔
‌تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹرز: زون پگھلنے کا اطلاق اب وسیع بینڈ گیپ مواد جیسے ‌سیلیکون کاربائیڈ (SiC)‌ اور ‌گیلیم نائٹرائڈ (GaN)‌ پر ہوتا ہے، جو اعلی تعدد اور اعلی درجہ حرارت والے آلات کو سپورٹ کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، مائع فیز سنگل کرسٹل فرنس ٹیکنالوجی درست درجہ حرارت کے کنٹرول کے ذریعے مستحکم SiC کرسٹل نمو کو قابل بناتی ہے۔
4 متنوع درخواست کے منظرنامے۔
Photovoltaics: زون پگھلنے والے گریڈ پولی سیلیکون کو اعلی کارکردگی والے شمسی خلیوں میں استعمال کیا جاتا ہے، جو فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی افادیت کو 26% سے زیادہ حاصل کرتا ہے اور قابل تجدید توانائی میں پیشرفت کرتا ہے۔
‌Infrared and Detector Technologies: انتہائی اعلیٰ پیوریٹی جرمینیئم چھوٹے، اعلیٰ کارکردگی والے انفراریڈ امیجنگ اور نائٹ ویژن ڈیوائسز کو ملٹری، سیکیورٹی اور سویلین مارکیٹوں کے لیے قابل بناتا ہے۔
5۔ چیلنجز اور مستقبل کی سمتیں
ناپاکی کو ہٹانے کی حدیں: موجودہ طریقے ہلکے عنصر کی نجاست (مثلاً بوران، فاسفورس) کو دور کرنے کے لیے جدوجہد کرتے ہیں، نئے ڈوپنگ عمل یا متحرک پگھلنے والے زون کنٹرول ٹیکنالوجیز کی ضرورت ہوتی ہے۔
آلات کی پائیداری اور توانائی کی کارکردگی: تحقیق توانائی کی کھپت کو کم کرنے اور سازوسامان کی عمر کو بڑھانے کے لیے اعلی درجہ حرارت سے مزاحم، سنکنرن مزاحم کروسیبل میٹریلز اور ریڈیو فریکوئنسی ہیٹنگ سسٹم تیار کرنے پر مرکوز ہے۔ ویکیوم آرک ریمیلٹنگ (VAR) ٹیکنالوجی دھات کی تطہیر کے لیے وعدہ ظاہر کرتی ہے۔
زون پگھلنے والی ٹیکنالوجی ‘اعلیٰ پاکیزگی، کم لاگت اور وسیع تر قابل اطلاق’ کی طرف پیش قدمی کر رہی ہے، جو سیمی کنڈکٹرز، قابل تجدید توانائی، اور آپٹو الیکٹرانکس میں ایک بنیاد کے طور پر اپنے کردار کو مستحکم کر رہی ہے۔