Eksimerinių lempų ir didelio{0}}grynumo kvarco akmens savybės 1
1. Pagrindinės didelio-grynumo kvarco savybės
(1) Kristalų struktūra ir cheminis grynumas
Aukšto -grynumo kvarcas vis dar priklauso trigonių sistemai ir trigonių trapecijos kristalų klasei, o jo [SiO4] tetraedrinė struktūra yra labai taisyklinga. Jo cheminė sudėtis yra didelio -grynumo SiO2, o priemaišų elementų (tokių kaip Al, Fe, K, Na ir kt.) masės dalis yra griežtai kontroliuojama itin mažu lygiu. Ši charakteristika sumažina tikimybę, kad ji pablogės dėl priemaišų jonizacijos ar cheminių reakcijų aukšto dažnio išlydžioje ir stiprios UV spinduliuotės eksimerinės šviesos aplinkoje, užtikrinant ilgalaikį- lempos vamzdžio stabilumą.
(2) Optinė savybė: didelis pralaidumas UV juostoje
Kvarco UV pralaidumas yra pagrindinis eksimerinės šviesos reikalavimas. Didelio -grynumo kvarco pralaidumas yra nuo 85% iki 90% 100–500 nm UV juostoje (viename centimetre storio išilgai optinės ašies), ypač dažniausiai naudojamose eksimerinės šviesos juostose, pvz., 172 nm (Xe₂ eksimeras) ir 222 nm, perdavimo nuostoliai yra labai maži (KrCl). Ši charakteristika užtikrina, kad eksimerinės šviesos skleidžiama UV šviesa gali būti efektyviai perduodama, pagerinant šviesos šaltinio šviesos efektyvumą ir švitinimo efektą.
(3) Šiluminės ir mechaninės savybės
Didelio-grynumo kvarco lydymosi temperatūra yra apie 1713 ∘C, o šiluminio plėtimosi koeficientų skirtumas tarp statmenos c-ašiai ir lygiagrečios jai krypties yra palyginti mažas. Tai nėra lengva įtrūkti dėl terminio plėtimosi ir susitraukimo, esant periodiniam šiluminiam įtempimui veikiant eksimerinei šviesai. Jo atsparumas gniuždymui (apie 24 500 MPa lygiagrečia c-ašiai) ir konchoidinės lūžimo charakteristikos taip pat užtikrina mechaninį lempos vamzdžio stabilumą apdorojimo ir naudojimo metu.
2. Eksimerinės šviesos eksploatacinės savybės, skirtos didelio grynumo{1}}kvarcui
(1) Ypatingas optinio perdavimo tolygumas
Eksimerinė šviesa turi pasiekti didelio -energijos-tankio šviesos išėjimą tam tikrose UV juostose. Todėl reikalaujama, kad kvarco pralaidumas lempos vamzdžio darbinėje juostoje būtų ne tik „didelis“, bet ir „vienodas“. Jei kvarce yra priemaišų defektų arba struktūrinių nehomogeniškumo, tai padidins UV šviesos sklaidą ir sugertį, sumažins eksimerinės šviesos šviesos efektyvumą ir netgi sutrumpins lempos tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, metalo priemaišos (pvz., Fe, Ti) sudarys UV sugerties centrus, tiesiogiai susilpnindami efektyvų eksimerinės šviesos švitinimo intensyvumą.
(2) Cheminis stabilumas ir atsparumas radiacijai
Aukšto-dažnio dujų išlydis (pvz., Xe, Kr, Cl ir kt. jonizacija) vyksta eksimerinės šviesos lempos vamzdžio viduje ir tuo pačiu metu sukuriama stipri UV spinduliuotė. Didelio-grynumo kvarcas turi išlaikyti cheminį inertiškumą šioje aplinkoje, nei reaguodamas su išleidžiamomis dujomis, nei dėl spinduliuotės nesukurdamas spalvų centrų (pvz., deguonies laisvų vietų, priemaišų jonų sužadinimo). Tik didelio -grynumo kvarcas, pasižymintis puikiu cheminiu stabilumu, gali užtikrinti eksimerinės šviesos veikimo pastovumą ilgalaikio- veikimo metu.
(3) Šiluminis stabilumas ir matmenų tikslumas
Eksimerinės šviesos veikimo metu vietinė lempos vamzdžio temperatūra labai svyruoja. Mažas šiluminio plėtimosi koeficientas ir didelis didelio grynumo kvarco šilumos laidumas gali veiksmingai sumažinti šiluminio įtempio koncentraciją. Be to, lempos vamzdžio matmenų tikslumas (pvz., vamzdžio skersmens ir sienelės storio vienodumas) tiesiogiai veikia eksimerinės šviesos išlydžio stabilumą ir šviesos išvesties vienodumą, todėl norint išlaikyti gerą formuojamumą ir matmenų valdymą apdorojimo metu, reikalingas didelio -grynumo kvarcas.
3. Aukšto-grynumo kvarco naudojimo vertė eksimerinėje šviesoje
(1) Padidinkite eksimerinės šviesos šviesos efektyvumą ir tarnavimo laiką
Aukšto -grynumo kvarcas, turintis didelį UV pralaidumą, gali maksimaliai padidinti eksimerinės šviesos skleidžiamos UV šviesos išvestį ir pagerinti šviesos šaltinio energijos panaudojimo efektyvumą. Tuo pačiu metu puikus cheminis stabilumas ir atsparumas spinduliuotei gali atitolinti pralaidumo pablogėjimo ir lempos vamzdžio dujų nuotėkio problemas dėl medžiagos gedimo, žymiai pailgindamas eksimerinės šviesos tarnavimo laiką. Šiuo metu eksimerinių šviesos lempų vamzdžių, pagamintų iš didelio-grynumo kvarco, tarnavimo laikas gali siekti tūkstančius valandų, kad atitiktų nuolatinės pramoninės gamybos poreikius.
(2) Išplėskite eksimerinės šviesos taikymo ribas
Puslaidininkinės litografijos srityje eksimerinė šviesa (pvz., ArF eksimerinė šviesa, 193 nm) turi perduoti UV šviesą per didelio -grynumo kvarcinius lęšius ir lempos vamzdelius, kad būtų galima sukurti litografinius raštus su nanoskalės linijų pločiais. Medicininės dezinfekcijos srityje 222 nm eksimerinės šviesos, kuri yra nekenksminga žmogaus odai, charakteristika priklauso nuo didelio grynumo -kvarco pralaidumo šioje juostoje, todėl ją galima taikyti dezinfekavimo scenarijuose, kai kartu egzistuoja žmonės ir mašinos. Didelio-grynumo kvarco veikimo proveržis nuolat plečia eksimerinės šviesos taikymo ribas.
4. Išvada
Pagrindinės didelio{0}}grynumo kvarco savybės yra labai suderinamos su techniniais eksimerinės šviesos reikalavimais, sudarydamos suderintą „medžiagų, palaikančių technologiją ir technologijų, skatinančių medžiagų atnaujinimą“, kūrimo modelį. Kadangi eksimerinė šviesa naudojama daugiau-pažangių sričių (pvz., giluminė UV fotokatalizė, pažangi ekrano gamyba), didelio-grynumo kvarco našumo reikalavimai bus dar labiau sustiprinti. Tuo tarpu kvarco valymo technologijos pažanga taip pat suteiks daugiau erdvės eksimerinės šviesos plėtrai. Ateityje technologinės naujovės, susijusios su „aukšto -grynumo kvarco - eksimerine šviesa“, vis dar bus viena iš pagrindinių UV šviesos šaltinių ir pažangių medžiagų tyrimų taškų.
