Anwendung der Vakuumtechnologie in der Informationsfilmverarbeitung
Sep 27, 2019| Anwendung der Vakuumtechnologie in der Informationsfilmverarbeitung
Die Geschichte von fast einem halben Jahrhundert zeigt, dass die Entwicklung elektronischer Geräte die menschliche Gesellschaft stark gefördert hat und jedes neue elektronische Gerät eine positive Rolle bei der Förderung der Entwicklung von Wissenschaft, Technologie und Produktion gespielt hat. Die Geburt der Vakuumröhre ist das Ergebnis der vollständigen Entwicklung der Vakuumwissenschaft und -technologie. Die Entwicklung mikroelektronischer Bauelemente basiert auf der Verbesserung der hochreinen und hochpräzisen Verarbeitungstechnologie von Materialien, von denen viele mit der Vakuumtechnologie zusammenhängen. Mikroelektronische Geräte sind die Basis moderner Hochgeschwindigkeitsrechner und Personalcomputer. In einigen Industrieländern haben die Mikroelektronik- und Computerindustrie die Energie-, Material-, Transport- und Eisen- und Stahlindustrie übertroffen und den ersten volkswirtschaftlichen Produktionswert erzielt. In der Entwicklung der Elektronikindustrie und der Computerindustrie haben Vakuumwissenschaft und -technologie wichtige Beiträge geleistet.
Haushaltsgeräte werden in Zukunft hauptsächlich aus vier neuen Hauptteilen bestehen: einer Kombination aus multimedialem Farbfernseh-, Computer- und Audiosystem und einem multifunktionalen Informationssystem; Ein Kühlschrank mit den Funktionen des Vakuumgefrierens und der Vakuumerhaltung; Waschmaschine mit Vakuumentwässerungsfunktion und Klimaanlage zur Überwachung der Raumluftfrische. Einige dieser Haushaltsgeräte wenden direkt die Vakuumtechnologie an, während andere indirekt die mit der Vakuumtechnologie erzielten Verarbeitungsergebnisse nutzen. Denn egal, ob es sich um den Computer oder um alle Arten von automatischen Elektrogeräten handelt, ihre Grundlage sind mikroelektronische Geräte. Eine der wichtigsten ist die Verwendung von integrierten Schaltkreisen im Maßstab. Heutzutage ist die Erwähnung von mikroelektronischen Geräten für Jung und Alt fast jedermann bekannt, da seine Rolle in der Produktion und im Leben der menschlichen Gesellschaft mit keinem anderen Industrieprodukt vergleichbar ist. Die Entwicklung mikroelektronischer Geräte wird den schnelleren Fortschritt der menschlichen Gesellschaft fördern. Der Entwicklungstrend von mikroelektronischen Bauelementen ist eine integrierte Schaltung in großem Maßstab, die immer mehr integriert wird, dh die Funktionskomponenten auf dem Chip werden immer kleiner. Das nach Moores Gesetz beschriebene Muster besagt, dass sich alle 18 Monate die Anzahl der Teile auf einem Chip gleicher Größe verdoppelt. Dies gilt nach Ansicht der Zytologen seit 20 Jahren und für die nächsten 15 Jahre.
Nr. 1
Das Moore'sche Gesetz spricht von der Dichte von Bauteilen auf einem Siliziumwafer, einem Parameter, der beschreibt, wie viele Informationen eine integrierte Schaltung in großem Maßstab verarbeiten kann. Dies geht aus einem Sonderbericht hervor, den IBM 1994 über ausgefallene Chips veröffentlichte: Je kleiner die Bauteile, desto leistungsfähiger die Chip. Die Informationsspeicherdichte beträgt 106 Bit / cm2 und kann ein 30-Seiten-Papier speichern. 108bit / cm2, in der Lage, 10 Bücher mit 300 Seiten zu speichern; 1010 Bit / cm², 1000 Bücher; Mit 1012 Bit / cm2 und 100.000 Büchern können 5 Millionen Bücher auf einer 3,5-Zoll-Festplatte gespeichert werden. Dies ist fast die gesamte Sammlung von Provinzbibliotheken in China. Mit dieser Zunahme der Speicherdichte ist die Funktion des Chips erstaunlich. Dies ist nur die Berechnung der quantitativen Änderung, die den funktionalen Sprung von der quantitativen Änderung zur qualitativen Änderung berücksichtigen sollte.
Nr. 2
1012 Bit / cm2 wird als Informationsspeicher mit ultrahoher Dichte bezeichnet, der hauptsächlich für digitale 0- und 1-Speicher verwendet wird. Ampere ist das Fundament der Nanoelektronik. Jeder Informationsspeicherpunkt ist kleiner als 10 nm und enthält eine begrenzte Anzahl von Atomen. Als ein Funktionspunkt ist es gekennzeichnet durch ein kleineres Volumen (<109 atome),="" reinere="" materialien="" (verunreinigungsdefekte=""><10-8), eine="" geringere="" signalleistung=""><10-12 joule)="" und="" eine="" schnellere="" reaktionszeit="">
Zuerst in Rundfunk-, Kommunikations- und Radarelektronikgeräten eingesetzt wird die Vakuumröhre, die hauptsächlich durch die Kathodenemission an die freien Elektronen im Vakuum gesteuert wird und bei Signalübertragung, Detektion, Verstärkung, Oszillation, Modulation, Startspeicherung und Verarbeitung eingesetzt wird. Herstellung von Ventilvorrichtungen, erfordern Staubsaugen, Gesundheit und die Erzeugung von mikroelektronischen Vorrichtungen wird auf der Basis von hochreinem Germanium und Silizium im Prozess der Material- und Vorrichtungsverarbeitung gebaut, die nicht besser als hochreine Halbleiter sein wollten, die rein und hoch geordnet sind Kristallstruktur. Für die nächste Generation von nanoelektronischen Bauelementen von mikroelektronischen Bauelementen ist es erforderlich, dass die verwendeten Materialien und der Montageprozess besser sind als die Reinheit der Halbleiter, weniger Verunreinigungen und Defekte und eine perfektere Kristallstruktur. Daher wird bei der Untersuchung von nanoelektronischen Geräten das Hochvakuum oder sogar das Ultrahochvakuum mehr für die Materialvorbereitung und den Zusammenbau von Geräten verwendet.
In den letzten Jahren haben sich die Peking-Universität und das Peking-Labor für Vakuumphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften auf die Erforschung von Informationsspeichern mit ultrahoher Dichte für organische Verbundfolien konzentriert. Der heutige Filmbildungsprozess kann eine vakuumreine Umgebung aufrechterhalten, wodurch ein Film von hoher Qualität erhalten werden kann. Die PVD-Technologie (Physical Vapour Deposition) umfasst hauptsächlich das Aufdampfen, Sputtern, Ionenplattieren, Molekularstrahlepitaxie und Ionencluster-Strahlenplattieren. Nach der Analyse mehrerer Techniken zur Herstellung von organischen funktionellen Filmen durch ein Vakuumverfahren wird der Schluss gezogen, dass die Ionengruppenstrahl-Abscheidungstechnik (ICB) am besten zur Herstellung von organischen funktionellen Filmen geeignet ist. Es ist die Materialverdampfung durch adiabatischen Expansionsprozess, Ionisationsprozess zur Bildung einer geladenen Atomgruppe nach beschleunigter Abscheidung auf dem Substrat. Atome haben eine hohe Beweglichkeit auf der Oberfläche des Substrats, was der Keimbildung und dem Kornwachstum des Films förderlich ist und einen Film hoher Qualität bildet. Durch Steuern des adiabatischen Prozesses, der Ionisationsspannung, der Beschleunigungsspannung und der Substrattemperatur kann der Film zu einem kristallinen, polykristallinen oder amorphen Film verarbeitet werden
Mit Ionenmasse von Strahl und Hochvakuum wurde die Abscheidungstechnologie zur hochdichten Informationsspeicherung von organischen und metallischen Nanofilmen entwickelt, die hauptsächlich zwei Arten aufweist: Eine Art ist eine Silber / organische (wie Ag - CPU) Verbundmembran unter Verwendung eines Rastertunnelmikroskops ( STM) Spannungsimpuls-Schreibsignal-Punktdurchmesser von 10 nm, stabil zum Schreiben und Lesen von 1 s- und 0 s-Signalen. Die optischen Speichereigenschaften von Ag-CPU-Dünnfilmen wurden mit einem Halbleiterlaser-Dünnfilm-Schreib- / Lesegerät (Wellenlänge: 780 nm) untersucht. 7,0 mw, 1 ms breiter optischer Impuls kann das Signal löschen; 1,1 mW können das Signal stabil auslesen.
Ein anderer Typ ist ein organischer Donor / organischer Rezeptor-Nanofilm (wie etwa m-nbmn / DAB), dessen elektrisches Impulssignal mit einem Durchmesser von 1,3 nm geschrieben wird und dessen entsprechende Datenaufzeichnungsdichte 1013 Bit / cm² beträgt. Das aufgezeichnete Signal ist stabil. Die STS-Analyse (Scanning Tunnel Spectrum) der geschriebenen Signalpunkte zeigt, dass der Film vor dem Schreiben des Signals ein Isolator und nach dem Schreiben des Signals ein Leiter ist. Solche Filme können auch zum stabilen Schreiben und Lesen von optischen Signalen verwendet werden. Das Ergebnis wird von ausländischen Experten hoch geschätzt, die glauben, dass es nahe an der Grenze der Nano-Funktionskomponenten liegt.
IKS-OPT2700, Optische Beschichtungsmaschine, Beschichtung der Nanofilme, weitere Details, Kontakt: iks.pvd@foxmail.com
Die Forschungsergebnisse von organischen Verbundfolien zur Informationsspeicherung weisen darauf hin, dass die Vakuumtechnologie für die zukünftige Forschung an nanoelektronischen Geräten immer noch eine wichtige Rolle spielt. Gegenwärtig ist die Erfassungs- und Messtechnik für Ultrahochvakuum ausgereift, die Anwendung der Vakuumtechnik ist jedoch immer noch ein sehr attraktives Thema, und es muss noch viel Arbeit entwickelt werden, insbesondere für die Entwicklung der Schlüsseltechnologie der zukünftige Informationsgesellschaft - Nano-elektronische Geräte. Im kommenden 21. Jahrhundert wird die Vakuumtechnologie mit der Einführung der Nanoelektronik in verschiedenen Bereichen eine immer wichtigere Rolle in der Informationsgesellschaft spielen.