Ion beam
آئن بیم ایک قسم کی چارج شدہ ذرہ بیم ہے جو آئنوں پر مشتمل ہوتی ہے۔ آئن بیم کے الیکٹرانکس مینوفیکچرنگ (بنیادی طور پر آئن امپلانٹیشن) اور دیگر صنعتوں میں بہت سے استعمال ہوتے ہیں۔ آئن بیم کے مختلف ذرائع موجود ہیں، جن میں سے کچھ 1960 کی دہائی میں ناسا کے تیار کردہ مرکری بخارات کے تھرسٹرز سے اخذ کیے گئے ہیں۔ سب سے عام آئن بیم واحد چارج شدہ آئنوں کے ہوتے ہیں۔ یونٹس آئن کرنٹ کی کثافت کو عام طور پر mA/cm2 میں ماپا جاتا ہے، اور آئن توانائی کو eV میں ماپا جاتا ہے۔ ای وی کا استعمال وولٹیج اور توانائی کے درمیان تبدیل کرنے کے لیے آسان ہے، خاص طور پر جب واحد چارج شدہ آئن بیموں کے ساتھ ساتھ توانائی اور درجہ حرارت (1 ای وی = 11600 کے) کے درمیان تبدیل ہوتا ہے۔ زیادہ تر تجارتی ایپلی کیشنز دو مقبول قسم کے آئن سورس، گرڈڈڈ اور گرڈ لیس استعمال کرتی ہیں، جو کرنٹ اور پاور کی خصوصیات اور آئن کے راستوں کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت میں مختلف ہیں۔ دونوں صورتوں میں آئن بیم پیدا کرنے کے لیے الیکٹرانوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ سب سے عام الیکٹران اخراج کرنے والے گرم تنت اور کھوکھلی کیتھوڈ ہیں۔ گرڈڈ آئن ماخذ گرڈڈ آئن ماخذ میں، ڈی سی یا آر ایف خارج ہونے والے مادہ کو آئن پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جسے پھر گرڈ اور یپرچر کا استعمال کرتے ہوئے تیز اور ختم کیا جاتا ہے۔ یہاں، بیم کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے ڈی سی ڈسچارج کرنٹ یا آر ایف ڈسچارج پاور کا استعمال کیا جاتا ہے۔ آئن کرنٹ کی کثافت جسے گرڈڈ آئن ماخذ کا استعمال کرتے ہوئے تیز کیا جا سکتا ہے وہ اسپیس چارج اثر سے محدود ہے، جسے چائلڈ کے قانون کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے: گرڈ کے درمیان وولٹیج کہاں ہے، گرڈ کے درمیان فاصلہ ہے، اور آئن ماس ہے۔ عام طور پر موجودہ کثافت کو بڑھانے کے لیے گرڈ کو زیادہ سے زیادہ قریب رکھا جاتا ہے۔ استعمال شدہ آئنوں کا زیادہ سے زیادہ آئن بیم کرنٹ پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ باقی سب کچھ برابر ہونے کی وجہ سے، کریپٹن کے ساتھ زیادہ سے زیادہ آئن بیم کرنٹ صرف 69 فیصد ہوتا ہے جو کہ ارجن بیم کا زیادہ سے زیادہ آئن کرنٹ ہوتا ہے، اور زینون کے ساتھ تناسب 55 فیصد تک گر جاتا ہے۔ گرڈ لیس آئن کے ذرائع گرڈ لیس آئن کے منبع میں، آئن الیکٹرانوں کے بہاؤ سے پیدا ہوتے ہیں (کوئی گرڈ نہیں)۔ سب سے عام گرڈ لیس آئن کا ذریعہ اینڈ ہال آئن کا ذریعہ ہے۔ یہاں، خارج ہونے والے کرنٹ اور گیس کے بہاؤ کو بیم کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایپلی کیشنز آئن بیم ایچنگ یا سپٹررنگ آئن بیم ماخذ کی ایک قسم ڈوپلاسمیٹرون ہے۔ آئن بیم کا استعمال سپٹرنگ یا آئن بیم کی نقاشی اور آئن بیم کے تجزیے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ آئن بیم ایپلی کیشن، نقاشی، یا سپٹررنگ، ایک ایسی تکنیک ہے جو تصوراتی طور پر سینڈ بلاسٹنگ سے ملتی جلتی ہے، لیکن ہدف کو ختم کرنے کے لیے آئن بیم میں انفرادی ایٹموں کا استعمال کرتی ہے۔ ری ایکٹیو آئن ایچنگ ایک اہم توسیع ہے جو جسمانی سپٹرنگ اثر کو بڑھانے کے لیے کیمیائی رد عمل کا استعمال کرتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایک عام استعمال میں، ایک ماسک سلیکن ڈائی آکسائیڈ یا گیلیم آرسینائڈ ویفر جیسے سیمی کنڈکٹر مواد سے بنے سبسٹریٹ پر فوٹووریسسٹ کی ایک پرت کو منتخب طور پر بے نقاب کر سکتا ہے۔ ویفر تیار کیا جاتا ہے، اور ایک مثبت فوٹوریسسٹ کے لیے، کیمیائی عمل میں بے نقاب حصوں کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ نتیجہ ویفر کی سطح کے علاقوں پر چھوڑا گیا ایک نمونہ ہے جسے نمائش سے نقاب کیا گیا تھا۔ اس کے بعد ویفر کو ویکیوم چیمبر میں رکھا جاتا ہے، اور آئن بیم کے سامنے رکھا جاتا ہے۔ آئنوں کا اثر ہدف کو ختم کر دیتا ہے، اور ان علاقوں کو ختم کر دیتا ہے جو فوٹوریسسٹ کے زیر احاطہ نہیں ہیں۔ فوکسڈ آئن بیم (ایف آئی بی) آلات میں پتلی فلم والے آلات کی خصوصیت کے لیے متعدد ایپلی کیشنز ہیں۔ اسکین شدہ رسٹر پیٹرن میں فوکسڈ، ہائی برائٹنیس آئن بیم کا استعمال کرتے ہوئے، کسی ٹھوس مواد کے دو جہتی، یا اسٹریٹیگرافک پروفائل کو ظاہر کرنے والے عین مطابق ریکٹلینیر پیٹرن میں مواد کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ سب سے عام ایپلی کیشن سی ایم او ایس ٹرانجسٹر میں گیٹ آکسائیڈ پرت کی سالمیت کی تصدیق کرنا ہے۔ ایک واحد کھدائی کی جگہ اسکیننگ الیکٹران خوردبین کا استعمال کرتے ہوئے تجزیہ کے لیے ایک کراس سیکشن کو بے نقاب کرتی ہے۔ ٹرانسمیشن الیکٹران خوردبین کے نمونے تیار کرنے کے لیے پتلی لیمیلا پل کے دونوں طرف دوہری کھدائی کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایف آئی بی آلات کا ایک اور عام استعمال سیمی کنڈکٹر آلات کے ڈیزائن کی تصدیق اور/یا ناکامی کے تجزیے کے لیے ہے۔ ڈیزائن کی تصدیق انتخابی مواد کو ہٹانے کو گیس کی مدد سے کنڈکٹو، ڈائی الیکٹرک، یا موصلیت والے مواد کے جمع ہونے کے ساتھ جوڑتی ہے۔ انجینئرنگ پروٹو ٹائپ ڈیوائسز میں آئن بیم کا استعمال کرتے ہوئے گیس کی مدد سے مواد کے جمع ہونے کے ساتھ مل کر ترمیم کی جا سکتی ہے تاکہ انٹیگریٹڈ سرکٹ کے کنڈکٹو راستوں کو ری وائر کیا جا سکے۔ تکنیکوں کو مؤثر طریقے سے سی اے ڈی ڈیزائن اور اصل فنکشنل پروٹو ٹائپ سرکٹ کے درمیان ارتباط کی تصدیق کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اس طرح ڈیزائن کی تبدیلیوں کی جانچ کے مقصد کے لیے ایک نئے ماسک کی تخلیق سے گریز کیا جاتا ہے۔ میٹریل سائنس سطح کی تجزیاتی تکنیکوں جیسے سیکنڈری آئن ماس سپیکٹرومیٹری یا الیکٹران سپیکٹروسکوپی (ایکس پی ایس، اے ای ایس) کو بڑھانے کے لیے سپٹرنگ کا استعمال کرتی ہے تاکہ وہ ان کی ڈیپتھ پروفائل بنا سکیں۔ ریڈیو بائیولوجی میں ایک وسیع یا مرکوز آئن بیم کا استعمال بین اور انٹرا سیلولر مواصلات، سگنل ٹرانسڈکشن اور ڈی این اے کے نقصان اور مرمت کے طریقہ کار کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ میڈیسن آئن بیم کا استعمال پارٹیکل تھراپی میں بھی کیا جاتا ہے، اکثر کینسر کے علاج میں۔ خلائی ایپلی کیشنز ایک خلائی جہاز پر آئن اور پلازما تھرسٹرز کے ذریعہ تیار کردہ آئن بیم کو قریبی شے پر قوت منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (مثال کے طور پر۔ ایک اور خلائی جہاز، ایک سیارچہ، وغیرہ) یہ بیم کے ذریعے تابکاری ہوتی ہے۔ آئن بیم شیفرڈ نامی یہ جدید پروپلشن تکنیک فعال خلائی ملبے کو ہٹانے کے ساتھ ساتھ کشودرگرہ کے انحراف کے علاقے میں موثر ثابت ہوئی ہے۔ ہائی انرجی آئن بیم ذرہ ایکسلریٹرز کے ذریعہ تیار کردہ ہائی انرجی آئن بیم جوہری طبیعیات، جوہری طبیعیات اور ذرہ طبیعیات میں استعمال ہوتے ہیں۔ ہتھیار ایک ذرہ بیم ہتھیار کے طور پر آئن بیم کا استعمال نظریاتی طور پر ممکن ہے، لیکن اس کا مظاہرہ نہیں کیا گیا ہے۔ 20 ویں صدی کے اوائل میں امریکی بحریہ نے الیکٹران بیم ہتھیاروں کا تجربہ کیا ہے، لیکن نلی کے عدم استحکام کا اثر انہیں تقریبا 30 انچ سے زیادہ کے فاصلے پر درست ہونے سے روکتا ہے۔ اس قسم کے ہتھیار کے بارے میں مزید معلومات کے لیے ذرہ بیم والا ہتھیار دیکھیں۔ آئن ماخذ آئن تھرسٹر آئن ونڈ حوالہ جات بیرونی روابط ایم ای ایل ایف-جی او ایس ماڈل کے حساب سے ٹھوس مادوں میں آئن بیموں کے پیرامیٹرز کو روکنا آئی ایس او ایل ڈی ای-سی ای آر این پلازما فزکس میں واقع تابکار آئن بیموں کی ایک بڑی قسم کی تیاری کے لیے وقف سہولت سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کی بناوٹ سیمی کنڈکٹر تجزیہ پتلی فلم جمع آئن ایکسلریٹر فزکس