ساخت دستگاه لایه‌نشانی چرخشی در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، لایه‌شناسی چرخشی یک روش سریع و آسان بری تولید فیلم‌های نازک و همگن است. این دستگاه که به لایه‌نشانی اسپینی هم موسوم است، برای نشاندن لایه‌های نازک و یکنواخت مواد روی یک زیرساختار مسطح استفاده می‌شود. در این روش، معمولا از یک ماده محلول مانند لاک نوری برای لایه‌زنی استفاده می‌شود.

به گفته معصومه زمانی‌فر، برای لایه‌زنی مقدار معینی از ماده محلول مورد نظر را روی مرکز زیرساخت می‌ریزند و زیرلایه در حال چرخش محلول مورد نظر را در تمام سطح پخش خواهد کرد. به وسیله این دستگاه می‌توان به لایه‌های نازکی در محدوده نانومتر دست پیدا کرد.

زمانی‌فر در مورد عملکرد دستگاه گفت: «در این دستگاه از الکتروموتوری با سرعت 10000 دور بر دقیقه استفاده شده که به وسیله دیمر حساس، می‌توان سرعت دلخواه برای اجرای لایه‌نشانی تنظیم کرد. با استفاده از پالس‌متر دیجیتال تعبیه شده روی دستگاه می‌توان سرعت لحظه‌ای چرخش برای لایه‌نشانی مناسب را پیدا کرد. دکانتوری به عنوان مخزن محلول در بالای موتور قرار گرفته که با استفاده از آن می‌توان مقار محلول مشخص‌شده‌ای را روی زیرلایه، لایه‌نشانی کرد».

تمامی قطعات با برق 220 ولت شهر تغذیه می‌شوند.

کاربرد در صنعت و تکنولوژی

زمانی‌فر در مورد کاربردهای دستگاه لایه‌نشانی چرخشی گفت:‌ »روش پوشش دورانی معمولا برای لاک زدن روی قرص‌های زیرساخت در صنعت

میکروالکترونیک و فناوری میکرو استفاده می‌شود. ضخامت لایه ایجاد شده به گرانروی لاک نوری، سرعت دورانی، شتاب و طول زمان چرخش وابسته است. در صنایع میکروالکترونیک و MEMS (سامانه میکروالکترومکانیکی) برای پوشش قرص سیلیسم با لاک نوری در فرآیند اولیه الگودهی با طرح‌نگاری نوری کاربرد دارد».

لاک نوری، یک ماده حساس به پرتو است که در طرح‌نگاری نوری، به خصوص در فناوری میکرو و میکروالکترونیک برای تولید ساختارهای میکرو و یا کوچکتر و همچنین تولید مدارات چاپی به کار می‌رود.

در میکروالکترونیک ضخامت‌هایی در حدود چند میکرومتر و کمتر مرسومند زیرا که لاک نوری فقط به عنوان یک پوشش محافظ یا پوشش قربانی استفاده می‌شود.

زمانی‌فر در مصاحبه خبرگزاری آنا افزود: «از دیگر کاربردهای این روش می‌توان از لایه‌نشانی انواع مواد آلی و شیمیایی، لایه‌نشانی لایه‌های نازک آلی، پلیمر و نانوساختارها و مواد محلول و مایع مانند انواع سل ژل‌ها و پوشش رنگ، فوتورزیست‌ها، نانوذرات و دیگر مواد شیمیایی که به دما حساس هستند؛ استفاده می‌شود و لایه‌نشانی زیر 100 نانومتر را انجام می‌دهند».

فرآیند سل ژل (Sol-gel) که همچنین با نام رسوب‌دهی محلول شیمیایی از آن یاد می‌شود، یک روش شیمی تر است که در مهندسی و علم مواد و مهندسی سرامیک به طور گسترده استفاده می‌شود. این روش معمولاً برای تولید مواد (به عنوان مثال اکسید فلزات) با شروع از یک محلول کلوئیدی (سل) که به عنوان پیش‌ماده برای یک شبکه به‌هم‌پیوسته (ژل) از ذرات گسسته یا پلیمرهای شبکه‌ای است، به کار می‌رود. فوتورزیست نیز یک پلیمر آلی حساس به نور است.

زمانی‌فر همچنین گفت: «این دستگاه‌ها کاربرد وسیعی در لایه‌نشانی فوتورزیست‌ها برای الگودهی زیرپایه در تکنولوژی حالت جامد، LED‌ها و سلول‌های خورشیدی دارند و همچنین امکان ساخت ادوات الکترونیکی مختلف از جمله دیودهای نور گسیل آلی، ترانزیستورهای اثر میدانی آلی، نانوحسگرها، سنسورهای گاز مبتنی بر سل ژل نانوذرات ITO را فراهم می‌سازد. این دستگاه امروزه جزء لاینفک آزمایشگاه‌های نانوتکنولوژی و الکترونیک آلی شده است».

تجاری‌سازی

زمانی فر در خصوص تجاری‌سازی این محصول گفت: «این دستگاه هنوز تجاری نشده است اما به تازگی دکتر میرزاده تمایل خود را برای خرید یک دستگاه لایه‌نشانی چرخشی نشان داده و برای این کار نامه‌نگاری‌های لازم انجام شده و در مرحله اداری قرار دارد».

آزمایش دستگاه و مقایسه با نمونه‌های خارجی

زمانی‌فر به تازگی عملکرد این دستگاه را با نمونه خارجی آن مقایسه کرده است. وی گفت: «نمونه خارجی این دستگاه 13 میلیون تومان قیمت دارد، در حالی که عملکرد دستگاه من نسبت به آن بهتر است به این معناکه لایه‌نشانی توسط دستگاه بسیار یکنواخت‌تر نسبت به نمونه خارجی بوده است. علاوه براین، در نمونه‌های خارجی، قطره‌چکان وجود ندارد. در حالی که در دستگاه لایه‌نشانی چرخشی که من درست کرده‌ام، قطره‌چکانی وجود دارد که می‌توان به وسیله آن، مواد را از فواصل مختلف روی سطح لایه‌نشانی کرد».

وی افزود: «علاوه براین، نمونه خارجی این دستگاه فقط 8000 دور در دقیقه لایه‌نشانی می‌کند، در حالی که دستگاه من تا 11000 دور در دقیقه هم کار می‌کند».

این دستگاه با کمک دکتر سلیمه کیمیاگر به عنوان استاد راهنما طراحی شده است.