Bilimsel araştırma süreci örnekleri

Eklemeli/Çıkarmalı Işın İzleme YaklaşımlarıKatman bazında toplama yaklaşımlarını serbest biçimli ışın (elektron, FIB veya lazer) çıkarma yaklaşımlarıyla birleştirerek, DW özellikleri oluşturmak mümkündür. Bir alt tabakaya ince bir malzeme tabakası eklemek için birçok kaplama tekniği mevcuttur.Bunlar, entegre devrelerin imalatında kullanılan fiziksel buhar biriktirme, elektrokimyasal veya termokimyasal biriktirme, CVD ve diğer ince film tekniklerini içerir. Bu katmanlar bir substratın yüzeyi boyunca eklendikten sonra, her katmanı önceden belirlenmiş enine kesit geometrisine göre kesmek için bir kiriş kullanılabilir.Bu mikro veya nano çaplı kirişler, katman katman bir şekilde biriken malzemeleri seçici olarak iyileştirmek veya çıkarmak için kullanılır. Bu yaklaşım, kavramsal olarak tartışılan bağla-sonra-form levha laminasyon tekniklerine benzer.Elektron Işını İzlemeElektron ışınları, DW için malzemeleri iyileştirmek veya uzaklaştırmak için kullanılabilir. 30 ve 80 nm arasında ince filmler üretmek için standart spin-on kaplama kaplama ekipmanı kullanılabilir. Bu filmler daha sonra bir elektron ışını kullanılarak önceden belirlenmiş bir modele maruz bırakılır.Maruz kalmanın ardından, sertleşmemiş malzeme standart IC imalat teknikleri kullanılarak çıkarılır. Bu metodoloji, 3,3 nm'ye kadar çizgi kenarı tanımı üretebilir.Açıkta kalan malzemenin kaldırıldığı ve açıkta kalmayan malzemenin geride kaldığı ters bir yaklaşım da kullanılabilir. İyileştirme durumunda, düşük enerjili elektronlar kullanılabilir (ve ikincil elektron saçılmasının oluşumunu azaltmak için genellikle daha arzu edilir kabul edilirler). Bu teknikler, mevcut IC üretim metodolojilerine iyi uyum sağlar ve maskesiz IC üretimine olanak tanır.Elektron ışını izlemenin başka bir varyantı, fiziksel buhar biriktirme veya benzer bir yaklaşım kullanarak istenen malzemeden ince bir tabaka üretmek ve ardından, istenen deseni oluşturmak için kaplamanın bazı kısımlarını çıkarmak için yüksek güçlü elektron ışınları kullanmaktır.Bununla birlikte, elektron ışınları, malzeme katmanlarını iyileştirmek veya çıkarmak için özellikle verimli değildir. Bu nedenle, DW için elektron ışını izleme teknikleri oldukça yavaştır.Odaklanmış İyon Işın İzlemeYukarıda tartışıldığı gibi, malzemeleri önceden belirlenmiş bir modelde işlemek için bir FIB kullanılabilir. Katmanlı biriktirme adımlarını FIB işleme ile birleştirerek, çok katmanlı bir yapı oluşturulabilir. Depolanan malzeme katman katman değiştirilirse, çok malzemeli veya gradyan bir yapı oluşturulabilir.Lazer Işını İzlemeKısa dalga boylu lazerler, biriken malzemelerin katmanlarını iyileştirmek veya mikro ve nano ölçekli DW özellikleri oluşturmak için malzemeleri ablatif olarak çıkarmak için kullanılabilir. Geleneksel odaklama optiğinin kırınım sınırının üstesinden gelmek için, lazerin optik dalga boyunun yarısından daha küçük özellikler oluşturmak için bir dizi nano desenleme tekniği geliştirilmiştir.Bu teknikler arasında çoklu foton absorpsiyonu, yakın alan etkileri ve Bessel ışını optik tuzakları bulunur. Bu teknikler, özellikleri nano ölçekte iyileştirmek için kullanılabilse de, bu uzunluk ölçeklerinde hizalama ve konumlandırma ile ilgili doğal sorunlar, pratikte alt dalga boyu nanomodellemeyi gerçekleştirmeyi zorlaştırır.Bu lazer yaklaşımları, az önce bahsedilen elektron ışını ve FIB tabanlı toplama artı çıkarma yaklaşımları ile kavramsal olarak aynıdır. DW ışın izleme için lazerlerin faydalarından bazıları, malzemeleri elektron ışınlarından çok daha hızlı işleyebilmeleri ve bunu FIB galyum iyonları eklemeden yapabilmeleridir. Lazerlerin ana dezavantajı, elektron ve FIB'lere kıyasla nispeten büyük nokta boyutlarıdır.Hibrit teknolojisi Nedir Hybrid araba kullanıcı Yorumları Hibrit motor Nasıl Çalışır Hibrit Teknolojisi Bölümü Hybrid Teknolojisi Taban Puanları Hibrit motorlar hibrit motor nedir, nasıl çalışır Hibrit motor ÇeşitleriHibrit TeknolojilerEklemeli imalat tekniklerinin çoğunda olduğu gibi, çoğu DW işlemi için malzeme biriktirme hızı ile doğruluk arasında doğal bir değiş tokuş vardır. Bu, çizgi veya katman bazında biriktirme için teknikler geliştirilinceye kadar geçerli kalacaktır (açıklandığı gibi bir DLP sistemi kullanılarak maske projeksiyon stereolitografi ile yapıldığı gibi).Bu nedenle, biriktirme hızı ve doğruluğunun iyi bir kombinasyonunu elde etmek için genellikle hibrit teknolojiler gereklidir. Hibrit teknolojilerin bazı örneklerinden daha önce bahsedilmişti. Bunlar, yukarıda açıklanan ekleme/çıkarma ışın izleme yöntemlerini ve Aerosol Jet aerosol sisteminde bir lazer kullanımını içerir.DW'de kullanılan hibrit teknolojinin birincil biçimi, mürekkep bazlı bir teknik kullanarak hızlı ve ucuz bir şekilde birikintiler oluşturmak ve ardından bu birikintileri kısa dalga boylu bir lazer kullanarak düzeltmektir. Bu, çok çeşitli malzemeler için yapım hızı, doğruluk ve toplam maliyetin iyi bir kombinasyonu ile sonuçlanır.Ek olarak, mürekkep bazlı birikintileri kesmek için kullanılan lazer, daha düşük güçte veya daha dağınık bir şekilde kullanıldığında, biriken mürekkepleri sertleştirmek için bir enerji kaynağı olma avantajına sahiptir. DW, stereolitografi gibi bir lazer içeren bir AM işlemiyle entegre edilirse, lazer DW izlerini değiştirmek için kullanılabilir.En hızlı hibrit DW yaklaşımlarından biri, "roll-to-roll" yaklaşımıdır. Adından da anlaşılacağı gibi, rulodan ruloya baskı, yüksek hızlı 2D baskıya benzer.Rulodan ruloya DW'de, alt tabaka malzemesi olarak bir kağıt veya plastik tabaka malzeme kullanılır ve ardından bir flaş lambası gibi termal olarak işlenen DW mürekkebi desenlerini bırakan baskı silindirleri boyunca hareket ettirilir. Mürekkep püskürtmeli baskı ve diğer DW teknikleri, bir baskı rulosu tarafından basılan tekrarlanan desenlerden daha esnek bir şekilde mürekkep desenleri eklemek için rulodan ruloya tesisine eklenebilir.DW teknikleri ve esnek lazer sistemleri bir rulodan ruloya tesise entegre edildiğinde, bu, rulolar aracılığıyla hat bazında AM hızının yanı sıra başka bir DW tekniği aracılığıyla noktasal AM esnekliğinin kombinasyonunu verir.Doğrudan Yazma Teknolojilerinin UygulamalarıDW işlemlerinin uygulamaları hızla artıyor. Yarı iletkenler, dielektrik polimerler, iletken metaller, dirençli malzemeler, piezoelektrikler, pil elemanları, kapasitörler, biyolojik malzemeler ve diğerleri dahil olmak üzere giderek artan çeşitlilikte malzeme mevcuttur. Bunlar plastik, metal, seramik, cam ve hatta kumaş dahil olmak üzere çeşitli alt tabaka malzemeleri üzerine bırakılabilir. Bu tür malzemelerin ve alt tabakaların kombinasyonu, DW uygulamalarının son derece geniş olduğu anlamına gelir.DW teknikleri için en sık atıfta bulunulan uygulamalar, sensörlerin üretimi ile ilgilidir. DW yaklaşımları, termokupllar, termistörler, manyetik akı sensörleri, gerinim ölçerler, kapasitif ölçerler, çatlak algılama sensörleri, ivmeölçerler, basınç ölçerler ve daha fazlasını imal etmek için kullanılmıştır.İkinci önemli ilgi alanı anten imalatıdır. DW, diğer AM teknikleri gibi, karmaşık geometrilerin doğrudan CAD verilerinden üretilmesini sağladığından, serbest biçimli nesnelerin yüzeyinde isteğe bağlı karmaşıklıkta anten tasarımları yapılabilir; örneğin konformal yüzeyler üzerindeki fraktal antenler dahil. MAPLE-DW kullanarak bir işçi bal arısının karnında fraktal bir antenin üretimini göstermektedir.DW'nin bir başka ilgi alanı da, elektronik bileşenlerin kombinasyonlarını serbest biçimli yüzeyler üzerinde bağlamak için serbest biçimli bir araç olarak kullanılmasıdır. Bunun özellikle yararlı olduğu bir alan, gösterildiği gibi zorlu ortamlardır.Bu örnekte, doğrudan yazma termal spreyi, bir türbin kanadının durumu hakkında bilgileri izleyen ve geri besleyen bir dizi elektronik bileşenin üretilmesi ve bağlanması için bir yöntem olarak kullanılmıştır. Şekilde Yüksek Sıcaklık Sensörü olarak etiketlenmiş bir termokupl, kanadın sıcak bölgesinde biriktirilirken, destek elektroniği kanadın soğuk bölgelerinde biriktirilir. DW ile üretilen iletkenler, bölgeler ve bileşenler arasında sinyal iletmek için kullanılır.