Τι είναι το εμφύτευμα ιόντων;

Η εμφύτευση ιόντων έχει εφαρμογές σε διάφορες βιομηχανίες, κυρίως στην κατασκευή ημιαγωγών.Ένα εμφύτευμα ιόντων είναι ένα ιόν ενός συγκεκριμένου στοιχείου, το οποίο τοποθετείται στο περιβάλλον υλικό του με σκοπό την αλλαγή των ηλεκτρικών ή επιφανειακών ιδιοτήτων του υλικού.Ορισμένα κοινά στοιχεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εμφύτευση ιόντων είναι φωσφόρου, αρσενικού, βορίου και αζώτου.

Η επιστήμη της εμφύτευσης ιόντων είναι γνωστή από τη δεκαετία του 1950, αλλά δεν ήταν σε ευρεία χρήση μέχρι τη δεκαετία του 1970.Ένα μηχάνημα που ονομάζεται

διαχωριστή μάζας χρησιμοποιείται για την εμφύτευση ιόντων στο υλικό προορισμού τους, το οποίο ονομάζεται υπόστρωμα για επιστημονικούς σκοπούς.Σε μια τυπική ρύθμιση, τα ιόντα παράγονται σε ένα σημείο πηγής και στη συνέχεια επιταχύνονται προς έναν μαγνήτη διαχωρισμού, ο οποίος συγκεντρώνει αποτελεσματικά και στοχεύει στα ιόντα προς τον προορισμό τους.Τα ιόντα αποτελούνται από άτομα ή μόρια με διάφορα ηλεκτρόνια που είναι υψηλότερα ή χαμηλότερα από το συνηθισμένο, καθιστώντας τα πιο χημικά ενεργά.Τέτοιες συγκρούσεις μπορεί να περιλαμβάνουν τον πυρήνα του ατόμου ή ένα ηλεκτρόνιο.Η βλάβη που προκαλείται από αυτές τις συγκρούσεις αλλάζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του υποστρώματος.Σε πολλές περιπτώσεις, το εμφύτευμα ιόντων επηρεάζει την ικανότητα του υποστρώματος να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.

Μια τεχνική που ονομάζεται

Doping

είναι ο πρωταρχικός σκοπός για τη χρήση ενός εμφυτεύματος ιόντων.Αυτό γίνεται συνήθως στην παραγωγή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, και μάλιστα, τα σύγχρονα κυκλώματα όπως αυτά στους υπολογιστές δεν μπορούσαν να γίνουν με εμφύτευση ιόντων.Το ντόπινγκ είναι βασικά ένα άλλο όνομα για την εμφύτευση ιόντων που ισχύει ειδικά για την κατασκευή κυκλωμάτων.

Το ντόπινγκ απαιτεί τα ιόντα να παράγονται από ένα πολύ καθαρό αέριο, το οποίο μερικές φορές μπορεί να είναι επικίνδυνο.Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα ασφαλείας που διέπουν τη διαδικασία των δισκίων πυριτίου ντόπινγκ.Τα σωματίδια του αερίου επιταχύνονται και κατευθύνονται προς το υπόστρωμα πυριτίου σε έναν αυτοματοποιημένο διαχωριστή μάζας.Η αυτοματοποίηση μειώνει τα ζητήματα ασφάλειας και αρκετά κυκλώματα ανά λεπτό μπορούν να προσβληθούν με αυτόν τον τρόπο.Ο σκοπός ενός εμφυτεύματος ιόντων σε αυτή την περίπτωση είναι να αλλάξει τις επιφανειακές ιδιότητες του χάλυβα και να το καταστήσει πιο ανθεκτικό στις ρωγμές.Αυτή η αλλαγή προκαλείται από μια ελαφρά συμπίεση της επιφάνειας λόγω της εμφύτευσης.Η χημική αλλαγή που προκαλείται από το εμφύτευμα ιόντων μπορεί επίσης να προστατεύσει τη διάβρωση.Αυτή η ίδια τεχνική χρησιμοποιείται για τη μηχανική προσθετικών συσκευών όπως οι τεχνητές αρθρώσεις, δίνοντάς τους παρόμοιες ιδιότητες.