آبدوست و آبگریز : ایجاد ویژگی آبدوستی در لایه‌های کربن
آبدوست و آبگریز : ایجاد ویژگی آبدوستی در لایه‌های کربن

ایجاد ویژگی آبدوستی در لایه‌های کربن

آبدوستی یا آبگریزی سطوح مختلف به ترکیبات شیمیایی و هندسه ساختاری آن‌ها بستگی دارد. این ویژگی از سطوح، نقش به‌سزایی در طبیعت و زندگی روزانه ما دارد. اگر آب به صورت قطره قطره روی سطح قرار بگیرد و به صورت یکنواخت گسترده نشود، آن سطح آبگریز است. در سطوح آبگریز زاویه تماس قطره آب با سطح زیاد است. در مقابل اگر قطره آبی که روی سطح قرار می‌گیرد به صورت یکسان پخش شود و زاویه تماس کمی با سطح داشته باشد، آن سطح آبدوست نامیده می‌شود.

کنترل آبگریزی سطوح جامد با استفاده از موادی که دارای انرژی سطح کمی هستند، از راه‌های متداول در این زمینه است. مثلا با استفاده از پلیمرهای نانوساختار، سطوحی با درجه بالای آبگریزی تولید می‌شوند. کربن از جمله موادی است که به علت سازگاری با محیط زیست و صرفه اقتصادی مناسب در صنعت میکروالکترونیک، مورد توجه قرار گرفته است. لایه کربن ایجاد شده به روش تبخیر از نخ یا میله کربنی، یا لایه کربن ایجاد شده به روش اسپاترینگ از تارگت گرافیت، به صورت آمورف می‌باشد. لایه کربن آمورف، دارای خاصیت آبگریزی است که می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف و با توجه به کاربرد مورد نظر، این میزان آبگریزی را افزایش یا کاهش داد.

توری‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری

از جمله کاربردهای لایه نازک کربن می توان به استفاده از آن در آماده‌سازی توری‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری(Transmission Electron Microscope(TEM)) اشاره نمود. در این مورد استفاده، نیاز است تا خاصیت آبگریزی لایه کربن به آبدوستی تبدیل شود. برای این منظور از پلاسما استفاده می‌شود. در بیشتر موارد آبدوستی سطح به علت وجود گروه‌های آبدوست مثل هیدروکسیل(OH)، کربوکسیل(COOH) و کربونیل(CO) در سطح افزایش می‌یابد. پلاسمای اکسیژن، با سطح وارد واکنش شیمیایی می‌شود و امکان جذب گروه‌های عملکردی که موجب تغییر ویژگی‌های سطح می‌شوند را فراهم می‌کند. اما پلاسمای آرگون، با سطح واکنش شیمیایی نمی‌دهد و بسته به انرژی پلاسما، آلودگی‌های سطح را از بین می‌برد و موجب افزایش زبری سطح می‌شود. این تغییر در زبری سطح انرژی سطح را تغییر می‌دهد که موجب تغییر میزان آبدوستی سطح می‌شود.

دستگاه‌هایی که به منظور آماده‌سازی توری‌های TEM مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولا علاوه بر امکان لایه نشانی کربن، این امکان را نیز فراهم می‌آورند که با استفاده از پلاسما میزان آبدوستی سطح کربن لایه نشانی شده افزایش یابد. تعدادی از مدل‌های مختلف دستگاه‌های ساخت شرکت پوشش های نانو ساختار، امکان لایه نشانی کربن را برای کاربر فراهم می‌آورند مثل مدل‌های DSCR و DSCT. به علاوه، مدل‌های DCT و DCR نیز لایه نشانی کربن را انجام می‌دهند.

پلاسما کلینر – Plasma Cleaner

پلاسما کلینر - Plasma Cleanerتمیز کردن سطح نمونه ها با استفاده از پلاسما در محیطی با فشار کم(خلاء)، روشی اقتصادی برای تمیز کردن نمونه ها به صورت یکنواخت و ایمن است. از بین بردن آلاینده ها از سطح زیرلایه های مورد مطالعه، بدون اینکه روی خواص کلی ماده تاثیر بگذارد، از مزایای روش تمیز کردن سطح با استفاده از پلاسما(Plasma Cleaning) می باشد. پلاسما به طور گسترده ای در صنعت تولید مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله تمیز کردن برد PCB قبل از پوشش و تمیز کردن فریم های سرب در طی فرایند بسته بندی.

در ورژن‌های جدید این مدل‌ها، ویژگی Plasma Cleaner نیز اضافه می‌شود تا بدین وسیله، کارایی این مدل‌ها در فرایند آماده‌سازی توری‌های TEM کامل شوند. علاوه بر این، استفاده از Plasma Cleaner قبل از انجام لایه نشانی موجب بهبود کیفیت لایه ایجاد شده می‌شود و میزان چسبندگی آن را به زیرلایه نیز افزایش می‌دهد. مراحل طراحی و ساخت Plasma Cleaner روی مدل‌های ذکر شده انجام شده است و تست‌های اولیه حاکی از نتیجه رضایت‌بخشی می‌باشد. لازم به ذکر است مدل‌های DST1-300 ،DST3 و DST3-T قبلا مجهز به Plasma Cleaner شده بودند و توسط کاربران زیادی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

دستگاه لایه نشان اسپاترینگ سه کاتده – DST3

NSC DST3 full face

دستگاه اسپاترینگ سه کاتده و تبخیر حرارتی – DST3-T

NSC DST3-T full face

دستگاه اسپاترینگ رومیزی خلاء بالا – DST1-300

NSC DST1-300 full face

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد دستگاه‌های ساخت شرکت پوشش های نانو ساختار به سایت این شرکت، مراجعه نمایید.