ទោះបីជាឡាស៊ែរល្បឿនលឿនបំផុតមានអាយុកាលរាប់ទសវត្សរ៍មកហើយក៏ដោយ កម្មវិធីឧស្សាហកម្មបានរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងរយៈពេលពីរទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ។ នៅឆ្នាំ ២០១៩ តម្លៃទីផ្សារនៃឡាស៊ែរល្បឿនលឿនបំផុតសម្ភារៈឡាស៊ែរការកែច្នៃមានតម្លៃប្រហែល ៤៦០ លានដុល្លារអាមេរិក ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំសរុប ១៣%។ វិស័យអនុវត្តដែលឡាស៊ែរលឿនបំផុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយជោគជ័យដើម្បីកែច្នៃសម្ភារៈឧស្សាហកម្មរួមមាន ការផលិត និងជួសជុលម៉ាសរូបថតនៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ ក៏ដូចជាការកាត់ស៊ីលីកុន ការកាត់/សរសេរកញ្ចក់ និងការដកខ្សែភាពយន្ត ITO (អ៊ីញ៉ូម ទីនអុកស៊ីដ) នៅក្នុងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចប្រើប្រាស់ដូចជា ទូរស័ព្ទចល័ត និងថេប្លេត ការធ្វើវាយនភាពពីស្តុងសម្រាប់ឧស្សាហកម្មរថយន្ត ការផលិតបំពង់សរសៃឈាមបេះដូង និងការផលិតឧបករណ៍មីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកសម្រាប់ឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ។
01 ការផលិត និងជួសជុលម៉ាសបិទមុខក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ
ឡាស៊ែរល្បឿនលឿនបំផុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មដំបូងបំផុតមួយក្នុងការកែច្នៃវត្ថុធាតុដើម។ ក្រុមហ៊ុន IBM បានរាយការណ៍ពីការអនុវត្តការលុបបំបាត់ឡាស៊ែរ femtosecond ក្នុងការផលិតម៉ាស់រូបថតក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការលុបបំបាត់ឡាស៊ែរណាណូវិនាទី ដែលអាចបង្កើតជាស្នាមប្រឡាក់លោហៈ និងការខូចខាតកញ្ចក់ របាំងឡាស៊ែរ femtosecond មិនបង្ហាញស្នាមប្រឡាក់លោហៈ គ្មានការខូចខាតកញ្ចក់ជាដើម។ គុណសម្បត្តិ។ វិធីសាស្ត្រនេះត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (ICs)។ ការផលិតបន្ទះឈីប IC អាចត្រូវការរបាំងរហូតដល់ 30 និងមានតម្លៃ >100,000 ដុល្លារ។ ការដំណើរការឡាស៊ែរ Femtosecond អាចដំណើរការខ្សែបន្ទាត់ និងចំណុចក្រោម 150nm។
រូបភាពទី 1. ការផលិត និងជួសជុលម៉ាសបិទមុខ
រូបភាពទី 2. លទ្ធផលនៃការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃលំនាំរបាំងផ្សេងៗគ្នាសម្រាប់លីតូក្រាហ្វីអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង
02 ការកាត់ស៊ីលីកុននៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ
ការកាត់បន្ទះស៊ីលីកុនជាចំណិតៗ គឺជាដំណើរការផលិតស្តង់ដារមួយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ ហើយជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើការកាត់ជាចំណិតៗមេកានិច។ កង់កាត់ទាំងនេះច្រើនតែបង្កើតជាស្នាមប្រេះតូចៗ ហើយពិបាកកាត់បន្ទះស្តើងៗ (ឧទាហរណ៍ កម្រាស់ < 150 μm)។ ការកាត់បន្ទះស៊ីលីកុនដោយឡាស៊ែរត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ ជាពិសេសសម្រាប់បន្ទះស្តើងៗ (100-200μm) ហើយត្រូវបានអនុវត្តជាជំហានច្រើន៖ ការកាត់ចង្អូរដោយឡាស៊ែរ បន្ទាប់មកដោយការបំបែកដោយមេកានិច ឬការកាត់ដោយលួចលាក់ (ឧទាហរណ៍ ធ្នឹមឡាស៊ែរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៅខាងក្នុងបន្ទះស៊ីលីកុន) បន្ទាប់មកដោយការបំបែកកាសែតដោយមេកានិច។ ឡាស៊ែរជីពចរណាណូវិនាទីអាចដំណើរការបន្ទះចំនួន 15 ក្នុងមួយម៉ោង ហើយឡាស៊ែរពីកូវិនាទីអាចដំណើរការបន្ទះចំនួន 23 ក្នុងមួយម៉ោង ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ជាង។
០៣ ការកាត់/សរសេរកញ្ចក់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មអេឡិចត្រូនិចប្រើប្រាស់បានច្រើន
អេក្រង់ប៉ះ និងវ៉ែនតាការពារសម្រាប់ទូរស័ព្ទដៃ និងកុំព្យូទ័រយួរដៃកំពុងតែស្តើងជាងមុន ហើយរាងធរណីមាត្រមួយចំនួនមានរាងកោង។ នេះធ្វើឱ្យការកាត់មេកានិចបែបប្រពៃណីកាន់តែពិបាក។ ឡាស៊ែរធម្មតាជាធម្មតាផលិតគុណភាពកាត់មិនល្អ ជាពិសេសនៅពេលដែលអេក្រង់កញ្ចក់ទាំងនេះត្រូវបានដាក់ជង់ 3-4 ស្រទាប់ ហើយកញ្ចក់ការពារកម្រាស់ 700 μm ខាងលើត្រូវបានធ្វើឱ្យរឹងមាំ ដែលអាចបែកជាមួយនឹងភាពតានតឹងក្នុងតំបន់។ ឡាស៊ែរលឿនបំផុតត្រូវបានបង្ហាញថាអាចកាត់វ៉ែនតាទាំងនេះជាមួយនឹងកម្លាំងគែមល្អជាង។ សម្រាប់ការកាត់បន្ទះសំប៉ែតធំៗ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចត្រូវបានផ្តោតលើផ្ទៃខាងក្រោយនៃសន្លឹកកញ្ចក់ ដោយកោសផ្នែកខាងក្នុងនៃកញ្ចក់ដោយមិនធ្វើឱ្យខូចផ្ទៃខាងមុខ។ បន្ទាប់មកកញ្ចក់អាចត្រូវបានបំបែកដោយប្រើមធ្យោបាយមេកានិច ឬកម្ដៅតាមបណ្តោយលំនាំដែលមានពិន្ទុ។
រូបភាពទី 3. ការកាត់កញ្ចក់រាងពិសេសដោយប្រើឡាស៊ែរល្បឿនលឿនបំផុត Picosecond
០៤ វាយនភាពពីស្តុងនៅក្នុងឧស្សាហកម្មរថយន្ត
ម៉ាស៊ីនរថយន្តទម្ងន់ស្រាលត្រូវបានផលិតពីយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម ដែលមិនធន់នឹងការពាក់ដូចដែកវណ្ណះនោះទេ។ ការសិក្សាបានរកឃើញថា ដំណើរការឡាស៊ែរ femtosecond នៃវាយនភាពពីស្តុងរថយន្តអាចកាត់បន្ថយការកកិតរហូតដល់ 25% ពីព្រោះកំទេចកំទី និងប្រេងអាចត្រូវបានរក្សាទុកយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។
រូបភាពទី 4. ដំណើរការឡាស៊ែរ Femtosecond នៃពីស្តុងម៉ាស៊ីនរថយន្ត ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីន
05 ការផលិតស្តេនសរសៃឈាមបេះដូងក្នុងឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ
បំពង់បេះដូងរាប់លានត្រូវបានដាក់ចូលទៅក្នុងសរសៃឈាមបេះដូងរបស់រាងកាយ ដើម្បីបើកផ្លូវសម្រាប់ឈាមហូរចូលទៅក្នុងសរសៃឈាមដែលមានកំណក ដែលជួយសង្គ្រោះជីវិតមនុស្សរាប់លាននាក់ជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ បំពង់បេះដូងជាធម្មតាត្រូវបានផលិតពីសំណាញ់លួសដែក (ឧ. ដែកអ៊ីណុក យ៉ាន់ស្ព័ររាងនីកែល-ទីតាញ៉ូម ឬថ្មីៗនេះគឺយ៉ាន់ស្ព័រកូបាល់-ក្រូមីញ៉ូម) ដែលមានទទឹងទ្រប្រហែល 100 μm។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកាត់ដោយឡាស៊ែរជីពចរវែង គុណសម្បត្តិនៃការប្រើឡាស៊ែរលឿនខ្លាំងដើម្បីកាត់តង្កៀបគឺគុណភាពកាត់ខ្ពស់ ការបញ្ចប់ផ្ទៃល្អជាង និងកំទេចកំទីតិច ដែលកាត់បន្ថយថ្លៃដើមក្រោយការកែច្នៃ។
06 ការផលិតឧបករណ៍មីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកសម្រាប់ឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ
ឧបករណ៍មីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាទូទៅនៅក្នុងឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រសម្រាប់ការធ្វើតេស្ត និងការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យជំងឺ។ ជាធម្មតា ឧបករណ៍ទាំងនេះត្រូវបានផលិតឡើងដោយការចាក់ថ្នាំមីក្រូនៃផ្នែកនីមួយៗ ហើយបន្ទាប់មកភ្ជាប់ដោយប្រើការស្អិត ឬការផ្សារ។ ការផលិតឧបករណ៍មីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកដោយប្រើឡាស៊ែរលឿនបំផុតមានគុណសម្បត្តិនៃការផលិតមីក្រូឆានែល 3D នៅក្នុងវត្ថុធាតុថ្លាដូចជាកញ្ចក់ដោយមិនចាំបាច់មានការតភ្ជាប់។ វិធីសាស្រ្តមួយគឺការផលិតឡាស៊ែរលឿនបំផុតនៅខាងក្នុងកញ្ចក់ធំមួយ បន្ទាប់មកដោយការឆ្លាក់គីមីសើម ហើយវិធីសាស្រ្តមួយទៀតគឺការសម្អាតឡាស៊ែរ femtosecond នៅខាងក្នុងកញ្ចក់ ឬផ្លាស្ទិចក្នុងទឹកចម្រោះដើម្បីយកកំទេចកំទីចេញ។ វិធីសាស្រ្តមួយទៀតគឺត្រូវកិនឆានែលចូលទៅក្នុងផ្ទៃកញ្ចក់ ហើយបិទវាដោយគម្របកញ្ចក់តាមរយៈការផ្សារឡាស៊ែរ femtosecond។
រូបភាពទី 6. ការឆ្លាក់ជ្រើសរើសដែលបង្កឡើងដោយឡាស៊ែរ Femtosecond ដើម្បីរៀបចំឆានែលមីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកនៅខាងក្នុងវត្ថុធាតុកញ្ចក់
០៧ ការខួងរន្ធតូចនៃក្បាលបាញ់ថ្នាំ
ការកិនរន្ធតូចៗដោយប្រើឡាស៊ែរ Femtosecond បានជំនួសមីក្រូ-EDM នៅតាមក្រុមហ៊ុនជាច្រើននៅក្នុងទីផ្សារឧបករណ៍ចាក់សម្ពាធខ្ពស់ ដោយសារតែភាពបត់បែនកាន់តែច្រើនក្នុងការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់រន្ធលំហូរ និងពេលវេលាកិនខ្លីជាង។ សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងទីតាំងផ្តោតអារម្មណ៍ និងទំនោរនៃធ្នឹមដោយស្វ័យប្រវត្តិតាមរយៈក្បាលស្កេនជាមុន បាននាំឱ្យមានការរចនាទម្រង់រន្ធ (ឧទាហរណ៍ ធុង អណ្តាតភ្លើង ការបញ្ចូលគ្នា ភាពខុសគ្នា) ដែលអាចជំរុញការបង្កើតអាតូម ឬការជ្រៀតចូលទៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ។ ពេលវេលាខួងអាស្រ័យលើបរិមាណនៃការខួង ដែលមានកម្រាស់ខួង 0.2 – 0.5 ម.ម និងអង្កត់ផ្ចិតរន្ធ 0.12 – 0.25 ម.ម ដែលធ្វើឱ្យបច្ចេកទេសនេះលឿនជាងមីក្រូ-EDM ដប់ដង។ ការខួងរន្ធតូចៗត្រូវបានអនុវត្តជាបីដំណាក់កាល រួមទាំងការកិនរដុប និងការបញ្ចប់រន្ធឆ្លងកាត់។ អារហ្គុនត្រូវបានប្រើជាឧស្ម័នជំនួយដើម្បីការពាររន្ធខួងពីអុកស៊ីតកម្ម និងដើម្បីការពារប្លាស្មាចុងក្រោយក្នុងដំណាក់កាលដំបូង។
រូបភាពទី 7. ដំណើរការឡាស៊ែរ Femtosecond ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៃរន្ធរាងសាជីបញ្ច្រាសសម្រាប់ឧបករណ៍ចាក់ប្រេងម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូត
០៨ ការធ្វើឲ្យមានវាយនភាពដោយឡាស៊ែរលឿនបំផុត
ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវនៃការកែច្នៃ កាត់បន្ថយការខូចខាតសម្ភារៈ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ វិស័យមីក្រូម៉ាឈីនបានក្លាយជាចំណុចកណ្តាលរបស់អ្នកស្រាវជ្រាវបន្តិចម្តងៗ។ ឡាស៊ែរលឿនបំផុតមានគុណសម្បត្តិដំណើរការផ្សេងៗដូចជាការខូចខាតទាប និងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ដែលបានក្លាយជាចំណុចកណ្តាលនៃការលើកកម្ពស់ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ឡាស៊ែរលឿនបំផុតអាចធ្វើសកម្មភាពលើសម្ភារៈជាច្រើនប្រភេទ ហើយការខូចខាតសម្ភារៈដំណើរការឡាស៊ែរក៏ជាទិសដៅស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់ផងដែរ។ ឡាស៊ែរលឿនបំផុតត្រូវបានប្រើដើម្បីរំលាយសម្ភារៈ។ នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់ឡាស៊ែរខ្ពស់ជាងកម្រិតរំលាយនៃសម្ភារៈ ផ្ទៃនៃសម្ភារៈដែលត្រូវបានរំលាយនឹងបង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូដែលមានលក្ខណៈជាក់លាក់។ ការស្រាវជ្រាវបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃពិសេសនេះគឺជាបាតុភូតទូទៅដែលកើតឡើងនៅពេលកែច្នៃសម្ភារៈឡាស៊ែរ។ ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈខ្លួនឯង និងក៏អាចឱ្យមានការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈថ្មីៗផងដែរ។ នេះធ្វើឱ្យការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃដោយឡាស៊ែរលឿនបំផុតជាវិធីសាស្ត្របច្ចេកទេសដែលមានសារៈសំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍ។ បច្ចុប្បន្ននេះ សម្រាប់វត្ថុធាតុលោហៈ ការស្រាវជ្រាវលើការធ្វើវាយនភាពផ្ទៃឡាស៊ែរលឿនបំផុតអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិសើមនៃផ្ទៃលោហៈ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិកកិត និងសំណឹកផ្ទៃ បង្កើនភាពស្អិតជាប់នៃថ្នាំកូត និងការរីកសាយទិសដៅ និងការស្អិតជាប់នៃកោសិកា។
រូបភាពទី 8. លក្ខណៈសម្បត្តិ Superhydrophobic នៃផ្ទៃស៊ីលីកុនដែលរៀបចំដោយឡាស៊ែរ
ក្នុងនាមជាបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការទំនើប ដំណើរការឡាស៊ែរលឿនបំផុតមានលក្ខណៈនៃតំបន់ដែលរងផលប៉ះពាល់ដោយកំដៅតូច ដំណើរការមិនមែនលីនេអ៊ែរនៃអន្តរកម្មជាមួយវត្ថុធាតុដើម និងដំណើរការដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ហួសពីដែនកំណត់ឌីផ្រាក់ស្យុង។ វាអាចសម្រេចបាននូវដំណើរការមីក្រូណាណូដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់នៃវត្ថុធាតុដើមផ្សេងៗ។ និងការផលិតរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូបីវិមាត្រ។ ការសម្រេចបាននូវការផលិតឡាស៊ែរនៃវត្ថុធាតុដើមពិសេស រចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញ និងឧបករណ៍ពិសេសបើកផ្លូវថ្មីសម្រាប់ការផលិតមីក្រូណាណូ។ បច្ចុប្បន្ននេះ ឡាស៊ែរ femtosecond ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រទំនើបៗជាច្រើន៖ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំឧបករណ៍អុបទិកផ្សេងៗ ដូចជាអារេមីក្រូឡែន ភ្នែកសមាសធាតុប៊ីយ៉ូនិក រលកអុបទិក និងផ្ទៃមេតា។ ដោយប្រើភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងសមត្ថភាពដំណើរការបីវិមាត្រ ឡាស៊ែរ femtosecond អាចរៀបចំ ឬរួមបញ្ចូលបន្ទះឈីបមីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីក និងអុបតូហ្វ្លុយអ៊ីឌីក ដូចជាសមាសធាតុមីក្រូកំដៅ និងឆានែលមីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីកបីវិមាត្រ។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរ femtosecond ក៏អាចរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូណាណូលើផ្ទៃប្រភេទផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីសម្រេចបានមុខងារប្រឆាំងការឆ្លុះបញ្ចាំង ប្រឆាំងការឆ្លុះបញ្ចាំង ប្រឆាំងអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីកខ្លាំង ប្រឆាំងការកក និងមុខងារផ្សេងៗទៀត។ មិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ ឡាស៊ែរ femtosecond ក៏ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវិស័យជីវវេជ្ជសាស្ត្រផងដែរ ដោយបង្ហាញពីដំណើរការដ៏លេចធ្លោនៅក្នុងវិស័យដូចជា មីក្រូស្ទីនជីវសាស្ត្រ ស្រទាប់ខាងក្រោមវប្បធម៌កោសិកា និងការថតរូបភាពមីក្រូទស្សន៍ជីវសាស្ត្រ។ ទស្សនវិស័យនៃការអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយ។ បច្ចុប្បន្ននេះ វិស័យអនុវត្តដំណើរការឡាស៊ែរ femtosecond កំពុងពង្រីកជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ បន្ថែមពីលើមីក្រូអុបទិក មីក្រូហ្វ្លុយអ៊ីឌីក មីក្រូណាណូពហុមុខងារ និងកម្មវិធីវិស្វកម្មជីវវេជ្ជសាស្ត្រដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ វាក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងធំធេងនៅក្នុងវិស័យដែលកំពុងរីកចម្រើនមួយចំនួន ដូចជាការរៀបចំផ្ទៃមេតា ការផលិតមីក្រូណាណូ និងការផ្ទុកព័ត៌មានអុបទិកពហុវិមាត្រជាដើម។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៧ ខែមេសា ឆ្នាំ ២០២៤
