Ion beam mixing
આયન બીમ મિશ્રણ એ અણુ આંતર મિશ્રણ અને મિશ્ર મિશ્રણ છે જે આયન ઇરેડિયેશન દરમિયાન બે જુદી જુદી સામગ્રીને અલગ કરતા ઇન્ટરફેસ પર થઈ શકે છે. તે બે બહુસ્તર, ખાસ કરીને સબસ્ટ્રેટ અને જમા થયેલ સપાટીના સ્તરને વળગી રહેવાની પ્રક્રિયા તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં આંતરપૃષ્ઠ પર મિશ્રણને પ્રોત્સાહન આપવા માટે આયન કિરણોત્સર્ગના ડોઝ સાથે સ્તરવાળા નમૂનાઓ પર બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, અને સામાન્ય રીતે વિદ્યુત જંકશન તૈયાર કરવાના સાધન તરીકે કામ કરે છે, ખાસ કરીને બિન-સંતુલન અથવા મેટાસ્ટેબલ એલોય અને ઇન્ટરમેટેલિક સંયોજનો વચ્ચે. આયન બીમ મિશ્રણ પ્રાપ્ત કરવા માટે આયન પ્રત્યારોપણ સાધનોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. મિકેનિઝમ આયન બીમ મિશ્રણમાંથી ઉદભવે છે તે અનન્ય અસરો મુખ્યત્વે બેલિસ્ટિક અસરોનું પરિણામ છે; એટલે કે, ઇમ્પિંગિંગ આયનોમાં ઉચ્ચ ગતિ ઊર્જા હોય છે જે અથડામણ પર લક્ષ્ય અણુઓમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આયન ઊર્જા 1 કે. વી. થી 200 કે. વી. ના ક્રમમાં જોઈ શકાય છે. જ્યારે પ્રવેગ થાય છે, ત્યારે આવી આયન ઊર્જા આંતર અને ખાસ કરીને આંતર-પરમાણુ બંધને તોડવા માટે પૂરતી ઊંચી હોય છે, અને અણુ જાળીની અંદર સ્થળાંતર શરૂ કરે છે. અથડામણના ક્રમને અથડામણ કાસ્કેડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ બેલિસ્ટિક પ્રક્રિયા દરમિયાન, અવરોધક આયનોની ઊર્જા લક્ષ્ય સામગ્રીના અણુઓ અને ઇલેક્ટ્રોનને ઘણી જાળીની સાઇટ્સ દૂર સ્થાનાંતરિત કરે છે, પરિણામે ત્યાં સ્થળાંતર થાય છે અને સીમા સ્તર પર ઇન્ટરફેસ મિશ્રણ થાય છે. (નોંધ કરો કે જાળીની પુનઃગોઠવણી કાયમી રહે તે માટે ઊર્જા પૂરતી ઊંચી હોવી જોઈએ, તેના બદલે તે અવરોધક કિરણોત્સર્ગ માટે માત્ર કંપનશીલ પ્રતિક્રિયાઓ તરીકે પ્રગટ થાય છે, એટલે કે. ગતિ ઊર્જા સામગ્રીની થ્રેશોલ્ડ વિસ્થાપન ઊર્જાથી ઉપર હોવી જોઈએ.) જો આ પરમાણુ અથડામણમાં ઉર્જાને પૂરતી ઊંચી રાખવામાં આવે, તો પછી, પરંપરાગત ઉચ્ચ-માત્રા પ્રત્યારોપણ પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં, બેલિસ્ટિક આયન પ્રત્યારોપણ પરંપરાગત પ્રત્યારોપણ પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં ઇરેડિયેશનના ઓછા ડોઝ પર ઉચ્ચ ઇન્ટ્રાફિલ્મ એલોય સાંદ્રતા ઉત્પન્ન કરે છે. વિશ્લેષણ એ આયન સમૂહ સાથે ફિલ્મ સ્કેલના મિશ્રણની માત્રા, કોઈપણ આપેલા આકસ્મિક આયન બીમની તીવ્રતા સાથે, અને લક્ષ્ય પર આયન બીમના અવરોધના સમયગાળા સાથે. મિશ્રણની માત્રા સમય, દળ અને આયન માત્રાના વર્ગમૂળના પ્રમાણમાં હોય છે. મોટાભાગની રોપેલી સામગ્રી માટે 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચેના તાપમાને, આયન બીમનું મિશ્રણ અનિવાર્યપણે તાપમાનથી સ્વતંત્ર હોય છે, પરંતુ જેમ જેમ તાપમાન તે બિંદુથી આગળ વધે છે, તેમ તેમ મિશ્રણ તાપમાન સાથે ઝડપથી વધે છે. આ તાપમાન-નિર્ભરતા એ અવરોધ સ્તરને લક્ષ્ય પ્રજાતિ-આધારિત સક્રિયકરણ ઊર્જાને અસરકારક રીતે પ્રદાન કરતી ઘટના આયન કિરણોની અભિવ્યક્તિ છે. બેલિસ્ટિક આયન બીમ મિશ્રણને બે મૂળભૂત પેટા પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, રીકોઇલ મિશ્રણ અને કાસ્કેડ મિશ્રણ, જે આયન તોપમારાના પરિણામે એક સાથે થાય છે. પુનરાવર્તન મિશ્રણમાં, અણુઓને એક અથડામણની ઘટનાઓ દ્વારા સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. રીકોઇલ મિશ્રણ મુખ્યત્વે નરમ અથડામણના પરિણામે મોટા ખૂણાઓ પર જોવા મળે છે, જેમાં રીકોઇલ પ્રત્યારોપણમાંથી પસાર થતા અણુઓની સંખ્યા આયન માત્રા સાથે રેખીય રીતે બદલાય છે. જોકે, આયન બીમ મિશ્રણમાં રીકોઇલ પ્રત્યારોપણ એ પ્રબળ પ્રક્રિયા નથી. મોટાભાગના સ્થાનાંતરિત અણુઓ અથડામણના ઝરણાનો એક ભાગ છે જેમાં પુનઃસંકલિત અણુઓ ઓછી ઊર્જાના જાળીના વિસ્થાપનની શ્રેણી શરૂ કરે છે, જેને ઝરણાનું મિશ્રણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આયન બીમ મિશ્રણને ઉષ્મા સ્પાઇક અસરો દ્વારા વધુ વધારી શકાય છે આયન મિશ્રણ (આઇએમ) અનિવાર્યપણે આંતર પ્રસારના પરિણામે સમાન છે, તેથી આયન મિશ્રણના મોટાભાગના નમૂનાઓમાં અસરકારક પ્રસાર ગુણાંકનો સમાવેશ થાય છે જેનો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયા સ્તરની જાડાઈને આયન બીમના કાર્ય તરીકે દર્શાવવા માટે થાય છે. પ્રસરણ મોડેલ સબસ્ટ્રેટ અને સ્તરની ખોટી ક્ષમતાને ધ્યાનમાં લેતું નથી, તેથી અમિશ્રણીય અથવા ઓછી-વિસંગતતા પ્રણાલીઓ માટે તે મિશ્રણની માત્રાને વધુ પડતો અંદાજ આપશે, જ્યારે અત્યંત ખોટી પ્રણાલીઓ માટે મોડેલ મિશ્રણની માત્રાને ઓછો અંદાજ આપશે. આ મૂળભૂત આંતર-પ્રસરણ સમીકરણમાં થર્મોડાયનેમિક અસરોને પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી, પરંતુ તે સમીકરણો દ્વારા મોડેલિંગ કરી શકાય છે જે મિશ્રણની એન્થાલ્પીઝ અને લક્ષ્ય પ્રજાતિઓના દાઢ અપૂર્ણાંકોને ધ્યાનમાં લે છે, અને તે રીતે તાપમાનની અસરોને પ્રતિબિંબિત કરતો થર્મોડાયનેમિક અસરકારક પ્રસરણ ગુણાંક વિકસાવી શકાય છે (જે ઊંચા તાપમાને ઉચ્ચારવામાં આવે છે). પ્રત્યારોપણની પરંપરાગત પદ્ધતિઓ પર સંશ્લેષણના સાધન તરીકે આયન બીમ મિશ્રણના ફાયદાઓમાં ઓછી માત્રામાં ઇરેડિયેશનનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ દ્રાવ્ય સાંદ્રતા ધરાવતી સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવાની પ્રક્રિયાની ક્ષમતા અને બેન્ડ ગેપ ભિન્નતા અને સ્તરો વચ્ચેના પ્રસરણનું વધુ સારું નિયંત્રણ સામેલ છે. રાસાયણિક વરાળ જમા (સીવીડી) અને મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સ (એમબીઈ) જેવા સબસ્ટ્રેટ્સ પર ફિલ્મ તૈયાર કરવાની અન્ય રીતોની સરખામણીમાં આઇએમની કિંમત પણ ઓછી પ્રતિબંધિત છે. ગેરફાયદાઓમાં પ્રક્રિયામાં શરૂ કરાયેલ જાળીના વિસ્થાપનને સંપૂર્ણપણે દિશામાન કરવામાં અને નિયંત્રિત કરવામાં અસમર્થતાનો સમાવેશ થાય છે, જે આયન મિશ્ર નમૂનાઓમાં અનિચ્છનીય પ્રમાણમાં અવ્યવસ્થામાં પરિણમી શકે છે, જે તેમને ચોક્કસ જાળીના ક્રમમાં સર્વોપરી હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે અયોગ્ય બનાવે છે. એકવાર આઇએમ અસરો પ્રસરે તે પછી આયન બીમ સંપૂર્ણ રીતે નિર્દેશિત કરી શકાતા નથી, ન તો અથડામણના કાસ્કેડને નિયંત્રિત કરી શકાય છે, જે લીક, ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન, કિરણોત્સર્ગ ઉન્નત પ્રસરણ (આરઈડી), રાસાયણિક સ્થળાંતર અને મેળ ખાતી નથી. વધુમાં, તમામ આયન મિશ્રિત નમૂનાઓને એનેલ કરવા આવશ્યક છે. આ પણ જુઓ કોટિંગ તકનીકોની સૂચિ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ Answers.com પર આયન બીમ મિશ્રણ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અર્ધચાલક ઉપકરણ બનાવટ