আল্ট্রাফেষ্ট লেজারগুলি (পিকোসেকেন্ডস বা ফেমটোসেকেন্ডস) ফিল্ম প্যাটার্ন প্রসেসিংয়ে মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স এবং ন্যানো ইলেক্ট্রনিক্স ডিভাইসগুলির বিকাশ এবং উত্পাদনের জন্য ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হয়। এর পণ্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে ফটোভোলটাইক সেল, প্রদর্শন, সেন্সর বা বড় আকারের জৈব বৈদ্যুতিন পণ্য অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। আল্ট্রাফ্যাস লেজারগুলির প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে সীমিত তাপ প্রভাব এবং দ্রুত শক্তি অপচয় হ্রাস, যা উপলব্ধি করতে সহায়তা করেপ্যাটার্নজটিল অতি-পাতলা মাল্টিলেয়ার ফিল্ম স্ট্রাকচারের প্রক্রিয়াজাতকরণ।
ন্যানোম্যাটরিয়ালসের যুগের আবিষ্কার অত্যন্ত উচ্চ গতি, উচ্চ দক্ষতা এবং ক্ষুদ্রাকৃতির সরঞ্জামগুলির জন্য নতুন প্রক্রিয়াজাতকরণের সম্ভাবনা সরবরাহ করে। তবে, একক পারমাণবিক স্তর হিসাবে কম পুরুত্বের সাথে এই জাতীয় নতুন ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি প্রক্রিয়াজাতকরণ প্রযুক্তিগতভাবে চ্যালেঞ্জক। এই নিবন্ধটিতে পারমাণবিক স্তরের দ্বি-মাত্রিক কার্বন ল্যাটিকেস, গ্রাফিনের রঙিন প্রসেসিংয়ের জন্য আলট্রাফ্ট লেজারগুলির প্রয়োগ সম্পর্কে বর্ণনা করা হয়েছে।
গ্রাফিন এবং লেজার বিকিরণ
গত দশ বছরে, গ্রাফিন তার অনন্য বৈশিষ্ট্য এবং ফটোভোলটাইক কোষ, অপটিক ইলেক্ট্রনিক্স, সেন্সর, রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া এবং শক্তি সঞ্চয় স্থান সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর প্রয়োগের কারণে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। শিল্পটি সিলিকন মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্সের মতো .তিহ্যবাহী পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে ধারাবাহিকভাবে বিভিন্ন গ্রাফিন ভিত্তিক প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছে। গ্রাফিন সরঞ্জামগুলির বিকাশে লেজার প্রসেসিংটি সবেমাত্র ব্যবহার করা শুরু হয়েছে, তবে এটি দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখিয়েছে। লেজারের সাহায্যে গ্রাফিনে বিভিন্ন চিকিত্সা করার জন্য লেজার-বীম ব্যবহার করা যেতে পারে, লেজার-সহিত গ্রাফিনের বৃদ্ধি এবং বিভিন্ন স্তরগুলিতে প্যাটার্ন বিমোচন সহ।
আল্ট্রাফাস্ট লেজারগুলি মাল্টি-স্টেপ ফটোোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াটি প্রতিস্থাপনের জন্য একটি একক-পদক্ষেপ, সরাসরি-লেখার লেজার প্রক্রিয়া ব্যবহার করতে পারে use ভিজা প্রক্রিয়াজাতকরণের কারণে গ্রাফিনি পৃষ্ঠের উপর যে কোনও অমেধ্য সৃষ্টি হয় তা এড়াতে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং অত্যন্ত উপকারী প্রক্রিয়া।
গ্রাফিন প্যাটার্ন বিমোচন
যদিও এক বা কয়েকটি পারমাণবিক মনোলোয়ারগুলির মতো বেধ কেবল পুরু, তবুও গ্রাফিনের হালকা শোষণের হার প্রশস্ত বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বর্ণালী উইন্ডোতে তুলনামূলকভাবে বেশি। একক স্তর স্থগিত গ্রাফিনের জন্য, দৃশ্যমান আলোর সঠিক পরিমাপের মান 2.3%। উপরন্তু, স্তর এবং বন্ধন পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে একটি নির্দিষ্ট স্তরটিতে গ্রাফিনের শোষণ আরও 10 গুণ বেশি হতে পারে। উচ্চ ফোটন ঘনত্ব সহ আল্ট্রাফাস্ট লেজারগুলি ব্যবহার করার সময়, শোষণের হার আরও উন্নত করা যায়।
চিত্র 1: বড় আকারের গ্রাফিন নিদর্শনগুলির লেজার বিমোচনার একটি উদাহরণ।
এটি গ্রাফিনের সুনির্দিষ্ট এবং দক্ষ লেজার বিমোচনের সম্ভাবনা সরবরাহ করে (চিত্র 1)। বৈদ্যুতিন অ্যাপ্লিকেশনগুলির প্রায়শই একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটের উপরে তাপীয়ভাবে উত্থিত সিলিকন অক্সাইডে গ্রাফিন স্থাপন করা প্রয়োজন। এই কাঠামোর মধ্যে, গ্রাফিনের উচ্চ-দক্ষতা শোষণ কার্যকারিতা নিশ্চিত করে যে সিলিকন বা সিলিকন অক্সাইডকে ক্ষতিগ্রস্ত না করে গ্রাফিনকে লেজার অ্যাবেশন দ্বারা প্রক্রিয়াজাত করা যায়।
গ্রাফিনের বেধ যেহেতু পারমাণবিক স্তরে, মোট প্রক্রিয়াজাতকরণের সময়টি সংক্ষিপ্ত করতে একক শট বিমোচন পদ্ধতি ব্যবহার করা সম্ভব। বৈশিষ্ট্য আকার 1μমি বা এমনকি পাতলা পাওয়া যায়, এবং লেজার-প্ররোচিত মাল্টিফোটন প্রসেসিং উপ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য রেজোলিউশন অর্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
গ্রাফিনের ফটোক্যামस्ट्री
উপাদান পৃষ্ঠের ফোটোমিক্যাল প্রসেসিং একটি সুপরিচিত পদ্ধতি। আল্ট্রাভায়োলেট লাইট রেডিয়েশনের অধীনে, অভ্যন্তরীণ ফেজ শিফট বা পার্শ্ববর্তী পরিবেশের (গ্যাস, বাষ্প এবং তরল) সাথে প্রতিক্রিয়ার কারণে উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হবে। সবচেয়ে সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন যা লেজার প্রসেসিংয়ের ফোটো-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে তা হ'ল লেজার বিকিরণ ব্যবহার করে মাল্টিফোটন পলিমারাইজেশনের অ্যাডেটিভ উত্পাদন প্রক্রিয়া। এটি পলিমার এবং সংমিশ্রণের 3 ডি রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য অনন্য প্রক্রিয়াজাতকরণ সরঞ্জাম সরবরাহ করে। কার্বন-ভিত্তিক গ্রাফিনের ক্ষেত্রেও এটি একই সত্য যা শক্তিশালী ইউভি জারণ দ্বারা রাসায়নিকভাবেও পরিবর্তন করা যেতে পারে।
গ্রাফি তার বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্য বা অপটিকাল বৈশিষ্ট্য নির্বিশেষে একটি অনন্য উপাদান। গ্রাফিন ননলাইনার অপটিক্যাল প্রভাবগুলি যাচাই করেছেন, যেমন মাল্টিফোটন শোষণ, প্লাজমা জেনারেশন (প্লাজমাটি বৈদ্যুতিন জিজি কোটের সমষ্টিগত উত্তেজনা; তরল জিজি কোট; পরিবাহী উপকরণগুলিতে), কিউ-স্যুইচিং ইত্যাদি এই অন-লাইনের অপটিক্যাল প্রভাবগুলি অন্বেষণ করে, এটি প্রত্যাশিত উচ্চ-তীব্রতা দৃশ্যমান আলো গ্রাফিনের রাসায়নিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। চিত্র 2 অক্সিজেন / জলের বায়ুমণ্ডলে 515nm আল্ট্রাফাস্ট লেজার ব্যবহার করে গ্রাফিনের স্থানীয় জারণের একটি সাধারণ প্রতিক্রিয়া দেখায়।
চিত্র 2: গ্রাফিন জারণের স্ট্রাইপের ইলেক্ট্রন মাইক্রোগ্রাফ।
ফলাফলটি হ'ল উচ্চ-গতির প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে সাব-মাইক্রন রেজোলিউশন (কোনও চিহ্ন নেই) সহ একটি মুক্ত কাঠামো উত্পাদন করতে পারে (প্রতি সেকেন্ডে কয়েক মিটার পর্যন্ত প্রসেসিং গতিতে একটি traditionalতিহ্যবাহী অপটিক্যাল স্ক্যানার সহ)। এটিতে চূড়ান্ত স্যুইচিং এবং পরিবাহিতা পার্থক্য, হালকা চালচলন এবং ঝাঁকনযোগ্যতা অর্জনের মতো পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই ফলাফলটি খুব কার্যকর, এবং জৈবিক, সুরক্ষা বা যোগাযোগের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত বিভিন্ন সরঞ্জাম বা ডিভাইসগুলি দ্রুত বিকাশ করতে পারে।
গ্রাফিনের বিভিন্ন প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য আজ বৈদ্যুতিন, মাইক্রো-ইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেমগুলি (এমইএমএস) এবং মাইক্রো-অপ্টো-ইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেমগুলিতে (এমওইএমএস) ব্যবহৃত usedতিহ্যবাহী শক্ত-রাষ্ট্রীয় উপকরণকে ছাড়িয়ে যায়। গ্রাফিনকে নতুন মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক প্ল্যাটফর্মে একীভূত করার জন্য বৃহত্তর স্কেল, দ্রুত গতি, উচ্চতর পুনরুত্পাদনযোগ্যতা এবং আরও বিশুদ্ধতার সাথে প্রযুক্তিগুলি অর্জন করতে লেজার প্রসেসিংয়ের ব্যবহার সক্ষম করতে এই নতুন বৈশিষ্ট্যগুলির আরও অনুসন্ধান করা দরকার।