Kufikia Eneo Lililoathiriwa na Joto Sifuri (HAZ) Uundaji wa Foili ya Shaba kupitia Utoaji wa Laser wa Femtosecond

1. Kanuni na Faida za Uondoaji wa Laser wa Femtosecond

Leza za Femtosecond (upana wa mapigo ya 10⁻¹⁵ s) huwezesha ufyonzwaji usio na mstari (kwa mfano, ioni ya picha nyingi, uwekaji wa banguko) na HAZ karibu sufuri kutokana na:

• Utawala usio wa joto: Uwekaji wa nishati kwa kasi zaidi kuliko uenezaji wa joto (Cu wakati wa kueneza kwa joto≈1 ps);

• Usahihi wa juu: Azimio la Submicron (upana wa mstari

• Usahihi wa nyenzo: Inafaa kwa metali za kuakisi (Cu), vifaa vya uwazi, na composites.

2. Vigezo muhimu vya Mchakato

(1) Vigezo vya Laser

• Urefu wa mawimbi: UV (343/515 nm) kwa ajili ya kunyonya Cu ya juu (≈40% dhidi ya IR 5%);

• Nishati ya kunde na ufasaha: 0.1–10 μJ/kunde, ufasaha=1–5 J/cm² (karibu na kizingiti cha Cu ablation).

(2) Udhibiti wa Boriti na Uchanganuzi

• Kuzingatia macho: Malengo ya juu-NA (NA≥0.5) kwa ukubwa wa doa 1-5 μm;

• Mikakati ya kuchanganua: Uchanganuzi wa Spiral/raster, kasi=1–10 m/s, ≤3 kupita ili kupunguza uingizaji wa joto.

(3) Udhibiti wa Mazingira

• Gesi ajizi (Ar/N₂): Hupunguza uoksidishaji (uso O

• Ombwe (: Hukandamiza ulinzi wa plasma.

3. Taratibu za Sifuri HAZ

• Kutenganisha kwa kimiani ya elektroni: Nishati imefungwa kwa elektroni, kuzuia kuenea kwa joto;

• Utawala wa mlipuko wa awamu: Usablimishaji wa moja kwa moja / uundaji wa plasma huepuka kuyeyuka;

• Ukandamizaji wa mkusanyiko wa joto: Muda wa mpigo (> ns 10) unazidi muda wa kupoeza wa elektroni (≈ 1 ps).

4. Uthibitishaji

• hadubini: SEM/TEM haionyeshi kuyeyuka au kuvuruga kwa kimiani (upana wa HAZ

• Uchambuzi wa kemikali: XPS inathibitisha unene wa oksidi

• Vipimo vya kiutendaji:

  • Uendeshaji: Ustahimilivu≈1.7 μΩ·cm (kama wingi);

  • Uthabiti wa halijoto: Hakuna ukuaji wa HAZ baada ya kupenyeza kwa 300°C.

5. Changamoto & Suluhu

• Changamoto ya 1: Uakisi wa hali ya juu:

  • Suluhisho: Mipako ya kuzuia kuakisi (kwa mfano, nm 10 Ti) au ubaguzi wa mviringo.

• Changamoto ya 2: Kinga ya Plasma:

  • Suluhisho: Usindikaji wa ombwe au kiwango cha chini cha urudiaji (

• Changamoto ya 3: Uzalishaji mdogo:

  • Suluhisho: Usindikaji sambamba wa boriti nyingi (DMD/SLM).

6. Maombi na Uchumi

• PCB za masafa ya juu: Antena 28 GHz na kupoteza

• Elektroniki inayoweza kubadilika: Miundo ya Cu kulingana na PI inastahimili >10⁵ mipinda (R=1 mm);

• Akiba ya gharama: Asilimia 90 chini ya taka za kemikali dhidi ya lithography, usindikaji wa haraka wa 5 ×.