ویکیوم چیمبر کبھی بھی بالکل خالی نہیں ہوتا۔ ایٹموں یا مالیکیولز کی ایک چھوٹی سی تعداد ہمیشہ باقی رہتی ہے، اور ان کے چھوٹے دباؤ کی پیمائش کرنا بہت ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچررز ویکیوم چیمبرز میں مائیکرو چِپس بناتے ہیں جو تقریباً مکمل طور پر جوہری اور سالماتی آلودگیوں سے خالی ہونے چاہئیں، اور اس لیے انہیں چیمبر میں گیس کے دباؤ کی نگرانی کرنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ آلودگی کی سطح قابل قبول حد تک کم ہے۔

اب، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹکنالوجی (NIST) کے سائنسدانوں نے کولڈ ایٹم ویکیوم اسٹینڈرڈ کے لیے انتہائی کم گیس پریشر کی پیمائش کرنے کے لیے ایک نئے طریقہ کار کی توثیق کی ہے جسے CAVS کہتے ہیں۔ انہوں نے ثابت کیا ہے کہ ان کی تکنیک ایک “بنیادی معیار” کے طور پر کام کر سکتی ہے — دوسرے لفظوں میں، یہ اندرونی طور پر درست پیمائش کر سکتی ہے بغیر پہلے حوالہ دباؤ کی ریڈنگ کے لیے کیلیبریٹ کیے جانے کی ضرورت کے۔

پچھلے سات سالوں میں CAVS تیار کرنے کے بعد، NIST کے محققین نے حال ہی میں اپنی تکنیک کو اس کے آج تک کے سب سے سخت ٹیسٹوں کے ذریعے پیش کیا۔ ان کا نیا مطالعہ، جرنل میں AVS کوانٹم سائنس، ظاہر کرتا ہے کہ CAVS کے نتائج کم دباؤ کی پیمائش کے روایتی “گولڈ اسٹینڈرڈ” طریقہ سے متفق ہیں، یہ ظاہر کرتے ہیں کہ یہ نئی تکنیک اسی حد تک درستگی اور وشوسنییتا کے ساتھ پیمائش کر سکتی ہے۔

CAVS نہ صرف روایتی پریشر گیجز کی طرح اچھی پیمائش کر سکتا ہے، بلکہ یہ انتہائی کم ویکیوم پریشر کو بھی قابل اعتماد طریقے سے ناپ سکتا ہے — زمین کے سمندر کی سطح کے ماحولیاتی دباؤ کا ٹریلینواں حصہ اور اس سے نیچے — جو مستقبل میں چپ کی تیاری کے لیے درکار ہو گا۔ اور اگلی نسل کی سائنس۔ اور اس کا عمل، اچھی طرح سے سمجھے جانے والے کوانٹم فزکس کے اصولوں پر مبنی ہے، اس کا مطلب ہے کہ یہ دوسرے حوالہ دباؤ کے ذرائع یا تکنیکوں میں کسی قسم کی ایڈجسٹمنٹ یا انشانکن کی ضرورت کے بغیر “باکس سے باہر” درست ریڈنگ کر سکتا ہے۔

“یہ حتمی نتیجہ ہے،” این آئی ایس ٹی کے ماہر طبیعیات جولیا شیرشلیگٹ نے کہا۔ “ہمارے پاس پہلے بھی متعدد مثبت پیشرفت ہوئی ہے۔ لیکن یہ اس حقیقت کی توثیق کرتا ہے کہ ہمارا کولڈ ایٹم معیار واقعی ایک معیار ہے۔”

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے علاوہ، نیا طریقہ دیگر ایپلی کیشنز کے لیے کارآمد ثابت ہو سکتا ہے جن کے لیے ہائی ویکیوم ماحول کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کوانٹم کمپیوٹرز، گروویٹیشنل ویو ڈیٹیکٹر، پارٹیکل ایکسلریٹر اور بہت کچھ۔

CAVS ٹیکنالوجی مقناطیسی میدان میں پھنسے تقریباً ایک لاکھ لیتھیم یا روبیڈیم ایٹموں کی ٹھنڈی گیس کا استعمال کرتے ہوئے ویکیوم پریشر کی پیمائش کرتی ہے۔ یہ ایٹم اس وقت فلوروسیس ہوتے ہیں جب لیزر کے ذریعہ صرف صحیح فریکوئنسی پر روشنی ڈالی جاتی ہے۔ محققین اس چمک کی شدت کی پیمائش کرکے پھنسے ہوئے ایٹموں کی تعداد کو درست طریقے سے گن سکتے ہیں۔

جب CAVS سینسر ویکیوم چیمبر سے منسلک ہوتا ہے تو چیمبر میں موجود بچا ہوا ایٹم یا مالیکیول پھنسے ہوئے ایٹموں سے ٹکرا جاتے ہیں۔ ہر تصادم ایک ایٹم کو پھندے سے باہر نکال دیتا ہے، جس سے ایٹموں کی تعداد اور خارج ہونے والی روشنی کی شدت کم ہوتی ہے۔ وہ شدت، آسانی سے روشنی کے سینسر سے ماپا جاتا ہے، دباؤ کے حساس پیمانہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ مدھم ہونے کی شرح اور مالیکیولز کی تعداد کے درمیان اس تعلق کی پیشین گوئی کوانٹم میکانکس کے ذریعے بالکل ٹھیک کی گئی ہے۔

نئے کام میں، NIST محققین نے اپنے CAVS سینسر کو گیس پریشر کے لیے کلاسیکی گولڈ اسٹینڈرڈ ریفرنس اسٹینڈرڈ سے منسلک کیا، جسے ایک متحرک توسیعی نظام کے نام سے جانا جاتا ہے۔

متحرک توسیعی نظام ایک ویکیوم چیمبر میں مالیکیولز فی سیکنڈ میں ماپا جانے والی گیس کی معلوم مقدار میں انجیکشن لگا کر کام کرتے ہیں، پھر آہستہ آہستہ چیمبر کے دوسرے سرے سے گیس کو ایک معلوم شرح پر ہٹاتے ہیں۔ محققین پھر چیمبر میں نتیجے میں دباؤ کا حساب لگاتے ہیں۔

اس تجربے میں، محققین نے ایک اعلی کارکردگی کا متحرک توسیعی نظام بنایا جس نے گیس کے انتہائی چھوٹے بہاؤ کی اجازت دی — 10 بلین سے 100 بلین ایٹموں یا مالیکیولز فی سیکنڈ کی حد میں — اور بہاؤ کی پیمائش کرنے کے لئے اپنی مرضی کے مطابق بنایا ہوا فلو میٹر شامل کیا۔ وہ کم چیمبر سے آہستہ آہستہ ایٹموں کو ہٹانے کے لیے انھوں نے جو سوراخ بنایا تھا اسے سب مائیکرومیٹر کی درستگی کے لیے مشین بنایا گیا تھا۔

Scherschligt نے کہا کہ “ان کلاسیکی معیاری آلات میں سے ایک کو کھڑا کرنے کے لیے درکار بھاری لفٹنگ یادگار ہے۔” “ایسا کرنے کی کوششوں سے گزرنا واقعی اس پورے تجربے کے نقطہ نظر کو پہنچا دیتا ہے، جو یہ ہے کہ CAVS بہت آسان شکل میں اعلی درستگی فراہم کرتا ہے۔”

NIST محققین نے اپنے کام میں دو قسم کے CAVS سینسر کا تجربہ کیا۔ ایک لیبارٹری ورژن ہے؛ دوسرا ایک موبائل ورژن ہے جو آسانی سے اعلی درجے کی چپ مینوفیکچرنگ سیٹنگز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

“درحقیقت، پورٹیبل ورژن بہت آسان ہے، ہم نے بالآخر اسے خودکار کرنے کا فیصلہ کیا کہ ہمیں اس کے آپریشن میں بہت کم مداخلت کرنا پڑی۔ درحقیقت، اس مطالعہ کے لیے پورٹیبل CAVS سے زیادہ تر ڈیٹا اس وقت لیا گیا جب ہم آرام سے سو رہے تھے۔ گھر، “NIST کے ماہر طبیعیات ڈین بارکر نے کہا۔

این آئی ایس ٹی کے ماہر طبیعیات اسٹیو ایکل نے کہا، “ہم نے جن گیسوں کی پیمائش کی – بشمول نائٹروجن، ہیلیم، آرگن اور یہاں تک کہ نیین – وہ تمام غیر فعال سیمی کنڈکٹر پروسیس گیسیں ہیں۔” “لیکن مستقبل میں، ہم امید کرتے ہیں کہ ہائیڈروجن، کاربن ڈائی آکسائیڈ، کاربن مونو آکسائیڈ اور آکسیجن جیسی زیادہ رد عمل والی گیسوں کی پیمائش کریں، جو کہ ویکیوم چیمبرز میں پائی جانے والی عام بقایا گیسیں اور سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے لیے مفید گیسیں ہیں۔”

ایک ساتھ، یہ CAVS سسٹم انتہائی کم دباؤ کے ساتھ کام کرنے والے محققین کو سائنس اور ٹیکنالوجی دونوں میں نئی ​​بلندیوں تک پہنچنے میں مدد کرنے کا وعدہ کرتے ہیں۔



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *