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डियूरेटाइजिंग कोल्ड-एटम टेक्नोलॉजी फॉर डेप्लेडेबल वैक्यूम मेट्रोलॉजी


अर्धचालक विनिर्माण की अत्यंत परिष्कृत प्रक्रिया के लिए सटीक सटीकता की आवश्यकता होती है। चिप्स सर्किट की ज्यामिति या चौड़ाई सेमीकंडक्टर निर्माताओं को यह आश्वासन देने के लिए मांग करती है कि प्रत्येक प्रक्रिया को चरम विवरण के साथ किया जाना चाहिए।

अर्धचालक विनिर्माण की प्रक्रिया में एक सुसंगत वैक्यूम बनाए रखना महत्वपूर्ण है। यहां तक ​​कि एक छोटे से मामूली उतार-चढ़ाव का उत्पादन चक्र पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। एक प्रभावी सील प्राप्त करना लगातार निर्वात प्राप्त करने में एक सर्वोपरि तत्व है।

नतीजतन, कई सेमीकंडक्टर निर्माता और अनुसंधान प्रयोगशाला उस तरह के सुसंगत वैक्यूम को प्राप्त करने के लिए बढ़ते दबाव में हैं। नई प्रौद्योगिकियों और प्रक्रियाओं के कारण सुविधाओं को गैस के अणुओं और कणों को अधिक से अधिक मात्रा में हटाने के लिए मजबूर किया जाता है, जो सभी कम दबाव की मांग करते हैं।

लगभग कुछ नहीं मापने का एक नया तरीका

मानक और प्रौद्योगिकी के एनआईआईएएल इंस्टीट्यूट (एनआईएसटी) ने एक प्रोटोटाइप तैयार किया है जो दबाव को मापने के लिए अल्ट्रैकोल्ड फंसे हुए परमाणुओं का उपयोग करता है।

शोधकर्ताओं ने एक वैक्यूम गेज तैयार किया जो वैक्यूम कक्षों में तैनात करने के लिए काफी छोटा है। वैक्यूम गेज क्वांटम SI मानदंडों को भी पूरा करता है। इसका मतलब है कि इसे कोई अंशांकन की आवश्यकता नहीं है, यह प्रकृति के मूलभूत स्थिरांक पर निर्भर करता है, सही मात्रा या कोई भी नहीं रिपोर्ट करता है, और इसमें अनिश्चितताएं हैं जो इसके आवेदन के लिए उपयुक्त हैं।

NIST अध्ययन के अनुसार, भरोसेमंद वैक्यूम मेट्रोलॉजी के लिए शीत एटम प्रौद्योगिकी को छोटा करने की चुनौतियांIOP विज्ञान पत्रिका में प्रकाशित, ठंड परमाणुओं पर आधारित प्राथमिक, वैक्यूम मेट्रोलॉजी का विकास वर्तमान में राष्ट्रीय मेट्रोलॉजी संस्थानों के दायरे में आता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, "क्वांटम एसआई के उभरते प्रतिमान के तहत, ये प्रौद्योगिकियां तैनाती योग्य हो जाती हैं (अपेक्षाकृत आसान-उपयोग सेंसर जो अन्य वैक्यूम कक्षों के साथ एकीकृत होते हैं), अंत के लिए यूएचवी और एक्सएचवी में पास्कल का प्राथमिक अहसास प्रदान करते हैं। -सर

नए गेज डिजाइन ट्रैक वैक्यूम के भीतर एक लेजर और चुंबकीय क्षेत्र द्वारा फंसे ठंडे लिथियम परमाणुओं की संख्या में परिवर्तन करते हैं। नतीजा यह है कि लेजर प्रकाश के कारण फंसे परमाणुओं को प्रतिदीप्त किया जाता है।

"किसी ने भी नहीं सोचा है कि इस तरह के कोल्ड-एटम वैक्यूम गेज को कैसे छोटा किया जाए और यह किस तरह की अनिश्चितताओं को जन्म देगा," शोधकर्ताओं में से एक स्टीफन एकेल ने कहा। वैज्ञानिक ऐसी प्रणाली विकसित करने की प्रक्रिया में हैं जो संभावित रूप से सेंसर की जगह ले सकती है जो अब बाजार में हैं।

अध्ययन के अनुसार, नया डिज़ाइन परमाणु भौतिकी की एक प्रधान तकनीक पर एक नए विकसित बदलाव का उपयोग करता है: मैग्नेटो-ऑप्टिकल ट्रैप (एमओटी), जिसमें छह लेजर बीम हैं, प्रत्येक तीन अक्षों पर दो विरोधी बीम हैं।

लिथियम का उपयोग डिजाइन में एक और नवीनता है। शोधकर्ताओं के एक अन्य अधिकारी डैनियल बार्कर कहते हैं, "हमारे ज्ञान का कोई भी व्यक्ति लिथियम के लिए सिंगल-बीम मोट के बारे में नहीं सोच रहा है।" "बहुत से लोग रूबिडियम और सीज़ियम के बारे में सोचते हैं, लेकिन लिथियम के बारे में बहुत अधिक नहीं। फिर भी, यह पता चला है कि लिथियम वैक्यूम के लिए एक बेहतर सेंसर है," बार्कर कहते हैं।

लिथियम तीसरा सबसे हल्का तत्व है। यह क्षार धातुओं के समूह से संबंधित है, जिसमें सोडियम, पोटेशियम, रुबिडियम और सीज़ियम शामिल हैं, जिन्हें ठंडा और जाल करना आसान है।

परियोजना की देखरेख करने वाले जेम्स फेडचैक के अनुसार, यूएचवी और एक्सएचवी वातावरण उन्नत विनिर्माण और अनुसंधान में गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टरों से क्वांटम सूचना विज्ञान तक बुनियादी ढांचे का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।

फेडचेक कहते हैं, नया कोल्ड-एटम वैक्यूम स्टैंडर्ड (CAVS) डिवाइस "निर्माताओं या शोधकर्ताओं को प्रयोग या प्रक्रिया शुरू होने से पहले वैक्यूम स्तर को सटीक रूप से निर्धारित करने में सक्षम करेगा।" "यह वैक्यूम के निचले स्तरों को भी सटीक रूप से मापने की अनुमति देगा।" क्वांटम सूचना विज्ञान जैसे क्षेत्रों में ये स्तर लगातार महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं।


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