Atomic-terrace low-angle shadowing
অ্যাটমিক টেরেস লো অ্যাঙ্গেল শ্যাডোয়িং (এ. টি. এল. এ. এস) হল একটি পৃষ্ঠ বিজ্ঞান কৌশল যা পার্শ্বীয় পৃষ্ঠে আণবিক রশ্মি এপিটাক্সি ব্যবহার করে প্ল্যানার ন্যানোওয়্যার বা ন্যানো ডট অ্যারেগুলির বৃদ্ধিকে সক্ষম করে। এ. টি. এল. এ. এস এই ধরনের ন্যানোস্ট্রাকচারের জন্য একটি টেমপ্লেট হিসাবে পৃষ্ঠের অন্তর্নিহিত ধাপ-এবং-টেরেস কাঠামো ব্যবহার করে। কৌশলটিতে ভিসিনাল সাবস্ট্রেটে ফ্লাক্স উপাদানের নিম্ন কোণের ঘটনা জড়িত। ভিসিনাল স্তরগুলি পারমাণবিক ধাপ দ্বারা পৃথক পারমাণবিক সোপান দ্বারা গঠিত। এ. টি. এল. এ. এস কৌশলটি লিথোগ্রাফি দ্বারা অসম্ভব মাত্রার প্লাজমোনিক ন্যানোস্ট্রাকচারের সুনির্দিষ্ট প্ল্যানার অ্যারে তৈরির অনুমতি দেয়। পরমাণু বা অণুর একটি মিলিত রশ্মি স্তরটির তির্যক কোণে বাষ্পীভূত হয়। এর ফলে ধাপগুলি মরীচিটিকে "ছায়া" করে দেয় এবং অণুগুলি কেবল বাষ্পীভবনের দৃষ্টির সরাসরি লাইনের ধাপগুলির উন্মুক্ত অংশে শোষিত হয়। কৌশলটির প্রধান আকর্ষণ হল এর আপেক্ষিক সরলতা, কারণ এতে একাধিক লিথোগ্রাফি ধাপ জড়িত থাকে না এবং ধাতু, অর্ধপরিবাহী বা অক্সাইড পৃষ্ঠে একইভাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে। কৌশলটি একটি "বটম-আপ" পদ্ধতি এবং অ্যারের মধ্যে ন্যানোস্ট্রাকচারগুলির পৃথকীকরণের পাশাপাশি তাদের পৃথক প্রস্থের উপর দুর্দান্ত নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়। পৃথকীকরণটি স্তরটির পারমাণবিক সোপানগুলির আকার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যা প্রধান সূচক থেকে তার ভুল দ্বারা নির্ধারিত হয়; এবং ন্যানোস্ট্রাকচারগুলির প্রস্থ নিক্ষেপণের তির্যক কোণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এ. টি. এল. এ. এস-কে একটি বহুমুখী কৌশল হিসাবে দেখানো হয়েছে, যেখানে ধাতব, আধা-পরিবাহী এবং চৌম্বকীয় ন্যানোওয়্যার এবং ন্যানোডটের বৃদ্ধি বিভিন্ন উৎস উপকরণ এবং স্তর ব্যবহার করে প্রদর্শিত হয়েছে। মৌলিক নীতিগুলি চিত্র 1 (ক) "ডাউনহিল" দিকে অর্থাৎ বাইরের ধাপের প্রান্ত থেকে নীচের ছাদ পর্যন্ত নিক্ষেপণের একটি পরিকল্পিত চিত্র দেখায়। মরীচি এবং পৃষ্ঠের মধ্যে জমা কোণ β ছোট (1°-3°) যাতে ছাদের কিছু অঞ্চল মরীচিটির সংস্পর্শে আসে এবং অন্যগুলি জ্যামিতিকভাবে ছায়াযুক্ত হয়। নিক্ষেপণ কোণ β ন্যানোস্ট্রাকচারগুলির প্রস্থ নির্ধারণ করে, নিম্নলিখিত সম্পর্ক অনুসারেঃ যেখানে w হল ন্যানোস্ট্রাকচার প্রস্থ, a হল এক ধাপের উচ্চতা, α হল মিসকাট কোণ এবং β হল আপতিত রশ্মি এবং পৃষ্ঠের মধ্যে নিক্ষেপণ কোণ (α এবং β ছোট বলে ধরে নেওয়া হয় এবং রেডিয়ানে পরিমাপ করা হয়)। চিত্র 1 (খ) একটি অনুরূপ পরিস্থিতি দেখায়, তবে এবার স্তরটি 180° ঘোরানো হয়েছে যাতে আপতিত রশ্মিটি এখন "উঁচু" দিকে এবং পৃষ্ঠের প্রায় সমান্তরালে থাকে। এই ক্ষেত্রে, ধাপ মুখগুলি বন্ধন স্থানগুলি সরবরাহ করে এবং জমা হওয়া উপাদানগুলি ধাপ-প্রবাহ বৃদ্ধির পদ্ধতির অনুরূপ ধাপগুলি বরাবর বৃদ্ধি পায়। পনেরো ন্যানোমিটার বা তার কম প্রস্থের ন্যানোওয়্যার উৎপাদনের জন্য, উভয় দিকের জন্য জমা তাপমাত্রা এমনভাবে বেছে নিতে হবে যাতে পৃষ্ঠের অ্যাডাটমগুলির গড় মুক্ত পথ কয়েক ন্যানোমিটারের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। পরীক্ষামূলক উন্নয়ন ডাবলিনের ট্রিনিটি কলেজের স্কুল অফ ফিজিক্সের ফলিত পদার্থবিজ্ঞান গোষ্ঠীর মধ্যে এটিএলএএস সিস্টেমটি তৈরি করা হয়েছিল। লিথোগ্রাফি বা অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় পরীক্ষামূলক পদ্ধতি তুলনামূলকভাবে সহজবোধ্য, যার অর্থ হল শুধুমাত্র মানক সরঞ্জামের প্রয়োজন। সেট-আপটি একটি অতি উচ্চ ভ্যাকুয়াম চেম্বার (নিম্ন 10−10 টর পরিসরে বেস চাপ) নিয়ে গঠিত, যার নমুনাটি বাষ্পীভবনের উৎস থেকে একটি বড় কার্যকরী দূরত্বে (40-100 সেমি) বসানো থাকে। এই বিশাল দূরত্বটি এ. টি. এল. এ. এস কৌশলের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ কলিমেশন প্রদান করে। নমুনাটি নিজেই একটি ঘূর্ণন পর্যায়ে স্থাপন করা হয় এবং ± 0.5° নির্ভুলতার সাথে 200° এর মধ্যে হেলানো যেতে পারে। অর্ধপরিবাহীর জন্য নমুনার মধ্য দিয়ে সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহিত করে বা অক্সাইড নিরোধক করার জন্য স্তরের নীচে একটি পৃথক গরম ফয়েলের মাধ্যমে বিদ্যুৎ চালিত করে জমা করার সময় স্তরটিকে উত্তপ্ত করা যেতে পারে। বহুমুখীতা সিস্টেমের ক্ষমতাগুলি প্রথম দুই ধরনের ভিসিনাল সাবস্ট্রেটে 10-30 nm প্রশস্ত ধাতব ন্যানোওয়ারের ক্রমবর্ধমান অ্যারে দ্বারা পরীক্ষা করা হয়েছিল, ধাপ-বন্ধিত সি (111) এবং α-Al2O3 (0001)। এই স্তরগুলির উপর এ. ইউ এবং এ. জি জমা হলে 15 এনএম এবং 2 এনএম প্রস্থ এবং উচ্চতা সহ তারের অ্যারে পাওয়া যায় এবং প্রায় 30 এনএম দ্বারা পৃথক করা হয়। 2008 সালে এর প্রবর্তনের পর থেকে, এটিএলএএস বিভিন্ন ধাপযুক্ত স্তরের উপর 15 এনএম প্রস্থ এবং 2 এনএম পুরুত্ব পর্যন্ত বিভিন্ন উপকরণের ন্যানোওয়্যার উত্পাদন করার একটি সহজ কৌশল হিসাবে প্রদর্শিত হয়েছে। সীমাবদ্ধতা যদিও এ. টি. এল. এ. এস একটি বহুমুখী কৌশল, তবুও কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে। ন্যানোওয়্যারগুলির প্রাথমিক বৃদ্ধি নির্দিষ্ট কিছু পছন্দসই শোষণ সাইটে নিউক্লিয়েটেড হয়। এটি এপিটাক্সিয়াল বীজ তৈরি করতে পারে, যা একে অপরের সাথে মিলিত না হওয়া পর্যন্ত স্বাধীনভাবে বৃদ্ধি পায়, যা একটি সামগ্রিক পলিক্রিস্টালাইন তার গঠন করে। এই বহু-স্ফটিকত্ব বাতাসের সংস্পর্শে আসার সময় তারের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করতে পারে এবং এর ত্রুটিযুক্ত প্রকৃতির কারণে প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়িয়ে তুলতে পারে। ল্যাটিস ম্যাচিং বা সাবস্ট্রেট গরম করার মাধ্যমে প্রাথমিক গতিশীলতা বাড়ানোর মাধ্যমে ন্যানোওয়ারের গুণমান বৃদ্ধি করা গবেষণার একটি চলমান বিষয়। এই সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও, এটিএলএএস-এর 15 এনএম প্রস্থের ফলাফল অন্যান্য অগভীর-কোণ কৌশলগুলির তুলনায় আকারে প্রায় পাঁচগুণ হ্রাস। তথ্যসূত্র ন্যানোমেটারিয়ালস ন্যানো ইলেকট্রনিক্স