آپ نیلم کے بارے میں کتنا جانتے ہیں؟

نیلم کرسٹل99.995% سے زیادہ کی پاکیزگی کے ساتھ ہائی پیوریٹی ایلومینا پاؤڈر سے اگایا جاتا ہے۔ یہ اعلی پاکیزگی ایلومینا کی سب سے بڑی مانگ کا علاقہ ہے۔ اس میں اعلی طاقت، اعلی سختی، اور مستحکم کیمیائی خصوصیات کے فوائد ہیں۔ یہ سخت ماحول میں کام کر سکتا ہے جیسے کہ اعلی درجہ حرارت، سنکنرن اور اثر۔ یہ بڑے پیمانے پر دفاعی اور سویلین ٹیکنالوجی، مائیکرو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔

اعلی طہارت والے ایلومینا پاؤڈر سے لے کر نیلم کرسٹل تک

نیلم کی کلیدی ایپلی کیشنز

ایل ای ڈی سبسٹریٹ نیلم کا سب سے بڑا استعمال ہے۔ روشنی میں ایل ای ڈی کا اطلاق فلوروسینٹ لیمپ اور توانائی بچانے والے لیمپ کے بعد تیسرا انقلاب ہے۔ ایل ای ڈی کا اصول برقی توانائی کو ہلکی توانائی میں تبدیل کرنا ہے۔ جب کرنٹ سیمی کنڈکٹر سے گزرتا ہے، تو سوراخ اور الیکٹران اکٹھے ہو جاتے ہیں، اور اضافی توانائی کو ہلکی توانائی کے طور پر چھوڑا جاتا ہے، آخر کار چمکیلی روشنی کا اثر پیدا کرتا ہے۔ایل ای ڈی چپ ٹیکنالوجیپر مبنی ہےepitaxial wafers. سبسٹریٹ پر جمع ہونے والے گیسی مواد کی تہوں کے ذریعے، سبسٹریٹ مواد میں بنیادی طور پر سلکان سبسٹریٹ شامل ہوتا ہے،سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹاور نیلم سبسٹریٹ۔ ان میں سے، نیلم سبسٹریٹ کے دیگر دو سبسٹریٹ طریقوں پر واضح فوائد ہیں۔ نیلم سبسٹریٹ کے فوائد بنیادی طور پر ڈیوائس کے استحکام، پختہ تیاری کی ٹیکنالوجی، نظر آنے والی روشنی کو جذب نہ کرنے، روشنی کی اچھی ترسیل، اور اعتدال پسند قیمت میں ظاہر ہوتے ہیں۔ اعداد و شمار کے مطابق، دنیا کی 80 فیصد ایل ای ڈی کمپنیاں نیلم کو سبسٹریٹ میٹریل کے طور پر استعمال کرتی ہیں۔

مذکورہ فیلڈ کے علاوہ، نیلم کرسٹل کو موبائل فون کی سکرین، طبی آلات، زیورات کی سجاوٹ اور دیگر شعبوں میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، انہیں مختلف سائنسی پتہ لگانے والے آلات جیسے لینز اور پرزم کے لیے کھڑکی کے مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نیلم کے کرسٹل کی تیاری

1964 میں، پولاڈینو، اے ای اور روٹر، بی ڈی نے سب سے پہلے اس طریقہ کو نیلم کرسٹل کی نشوونما پر لاگو کیا۔ اب تک بڑی تعداد میں اعلیٰ معیار کے نیلم کرسٹل تیار کیے جا چکے ہیں۔ اصول یہ ہے کہ: سب سے پہلے، خام مال کو پگھلنے کے مقام پر گرم کیا جاتا ہے تاکہ پگھل جائے، اور پھر پگھلنے کی سطح سے رابطہ کرنے کے لیے ایک کرسٹل بیج (یعنی سیڈ کرسٹل) استعمال کیا جاتا ہے۔ درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے، بیج کرسٹل اور پگھلنے کے درمیان ٹھوس مائع انٹرفیس کو ٹھنڈا کر دیا جاتا ہے، اس لیے پگھلنے سے بیج کرسٹل کی سطح پر ٹھوس ہونا شروع ہو جاتا ہے اور اسی کرسٹل کی ساخت کے ساتھ ایک ہی کرسٹل اگنا شروع ہو جاتا ہے۔بیج کرسٹل. ایک ہی وقت میں، بیج کرسٹل کو آہستہ آہستہ اوپر کی طرف کھینچا جاتا ہے اور ایک خاص رفتار سے گھمایا جاتا ہے۔ جیسے جیسے بیج کا کرسٹل کھینچا جاتا ہے، پگھل آہستہ آہستہ ٹھوس مائع انٹرفیس پر مضبوط ہوتا جاتا ہے، اور پھر ایک کرسٹل بنتا ہے۔ یہ ایک بیج کرسٹل کو کھینچ کر پگھلنے سے کرسٹل اگانے کا ایک طریقہ ہے، جو پگھلنے سے اعلیٰ معیار کے سنگل کرسٹل تیار کر سکتا ہے۔ یہ عام طور پر استعمال ہونے والے کرسٹل نمو کے طریقوں میں سے ایک ہے۔

کرسٹل اگانے کے لیے Czochralski طریقہ استعمال کرنے کے فوائد یہ ہیں:

(1) ترقی کی شرح تیز ہے، اور اعلیٰ معیار کے سنگل کرسٹل کو مختصر وقت میں اگایا جا سکتا ہے۔ 

(2) کرسٹل پگھلنے کی سطح پر اگتا ہے اور کروسیبل دیوار سے رابطہ نہیں کرتا، جو کرسٹل کے اندرونی دباؤ کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے اور کرسٹل کے معیار کو بہتر بنا سکتا ہے۔ 

تاہم، کرسٹل اگانے کے اس طریقے کا ایک بڑا نقصان یہ ہے کہ جو کرسٹل اگائے جا سکتے ہیں اس کا قطر چھوٹا ہوتا ہے، جو بڑے سائز کے کرسٹل کی نشوونما کے لیے سازگار نہیں ہوتا۔

نیلم کے کرسٹل اگانے کے لیے کیروپولوس طریقہ

Kyropoulos طریقہ، جو Kyropouls نے 1926 میں ایجاد کیا تھا، اسے KY طریقہ کہا جاتا ہے۔ اس کا اصول Czochralski طریقہ سے ملتا جلتا ہے، یعنی سیڈ کرسٹل کو پگھلنے کی سطح کے ساتھ رابطے میں لایا جاتا ہے اور پھر آہستہ آہستہ اوپر کی طرف کھینچا جاتا ہے۔ تاہم، کرسٹل کی گردن بنانے کے لیے سیڈ کرسٹل کو کچھ وقت کے لیے اوپر کی طرف کھینچنے کے بعد، پگھلنے اور بیج کرسٹل کے درمیان انٹرفیس کی مضبوطی کی شرح کے مستحکم ہونے کے بعد سیڈ کرسٹل کو اوپر نہیں کھینچا جاتا ہے اور نہ ہی گھمایا جاتا ہے۔ سنگل کرسٹل کو ٹھنڈک کی شرح کو کنٹرول کرتے ہوئے آہستہ آہستہ اوپر سے نیچے تک مضبوط کیا جاتا ہے، اور آخر کارسنگل کرسٹلتشکیل دیا جاتا ہے.

کِبلنگ کے عمل سے تیار ہونے والی مصنوعات میں اعلیٰ معیار، کم خرابی کی کثافت، بڑے سائز، اور بہتر لاگت کی خصوصیات ہوتی ہیں۔

گائیڈڈ مولڈ طریقہ سے نیلم کرسٹل کی نمو

ایک خاص کرسٹل گروتھ ٹکنالوجی کے طور پر، گائیڈڈ مولڈ کا طریقہ درج ذیل اصول میں استعمال کیا جاتا ہے: ایک اعلی پگھلنے والے نقطہ پگھلنے کو سڑنا میں رکھ کر، پگھلنے کو مولڈ کے کیپلیری ایکشن کے ذریعے مولڈ پر چوسا جاتا ہے تاکہ بیج کرسٹل سے رابطہ حاصل کیا جا سکے۔ ، اور ایک واحد کرسٹل بیج کرسٹل کو کھینچنے اور مستقل استحکام کے دوران تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، سڑنا کے کنارے کے سائز اور شکل میں کرسٹل کے سائز پر کچھ پابندیاں ہیں۔ لہذا، اس طریقہ کار کی درخواست کے عمل میں کچھ حدود ہیں اور یہ صرف خاص شکل کے نیلم کرسٹل جیسے نلی نما اور U-شکل پر لاگو ہوتا ہے۔

ہیٹ ایکسچینج کے طریقہ سے نیلم کرسٹل کی نمو

بڑے سائز کے نیلم کرسٹل کی تیاری کے لیے ہیٹ ایکسچینج کا طریقہ 1967 میں فریڈ شمڈ اور ڈینس نے ایجاد کیا تھا۔ ہیٹ ایکسچینج کا طریقہ اچھا تھرمل موصلیت کا اثر رکھتا ہے، یہ پگھلنے اور کرسٹل کے درجہ حرارت کے میلان کو آزادانہ طور پر کنٹرول کر سکتا ہے، اچھی کنٹرول کی صلاحیت رکھتا ہے، اور کم سندچیوتی اور بڑے سائز کے ساتھ نیلم کرسٹل اگانا آسان ہے۔

نیلم کرسٹل کو اگانے کے لیے حرارت کے تبادلے کے طریقہ کار کو استعمال کرنے کا فائدہ یہ ہے کہ کرسٹل کی نشوونما کے دوران کروسیبل، کرسٹل اور ہیٹر حرکت نہیں کرتے، کیوو طریقہ اور کھینچنے کے طریقہ کار کے اسٹریچنگ ایکشن کو ختم کرتے ہیں، انسانی مداخلت کے عوامل کو کم کرتے ہیں، اور اس طرح کرسٹل سے بچتے ہیں۔ میکانی تحریک کی وجہ سے نقائص؛ ایک ہی وقت میں، کولنگ کی شرح کرسٹل تھرمل کشیدگی اور نتیجے میں کرسٹل کریکنگ اور سندچیوتی نقائص کو کم کرنے کے لئے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، اور بڑے کرسٹل بڑھ سکتے ہیں. یہ کام کرنا آسان ہے اور ترقی کے اچھے امکانات ہیں۔

حوالہ ذرائع:

[1] Zhu Zhenfeng. سطح کی شکل پر تحقیق اور ہیرے کے تار کے ٹکڑے کرنے سے نیلم کرسٹل کے کریک نقصان

[2] چانگ ہوئی بڑے سائز کے نیلم کرسٹل گروتھ ٹیکنالوجی پر درخواست کی تحقیق

[3] Zhang Xueping. نیلم کرسٹل کی ترقی اور ایل ای ڈی کی درخواست پر تحقیق

[4] لیو جی۔ نیلم کرسٹل کی تیاری کے طریقوں اور خصوصیات کا جائزہ