Пневмопочта

Пневмпочота – это вид транспортного средства для перемещения штучных грузов при действии сжатого или разреженного воздуха. Существует специальная система трубопроводов, с помощью которой удается перевозить закрытые не пассивные капсулы. Поэтому под системой пневмопочты характеризуется быстрая и надежная связь. Удобная система является незаменимым элементом при использовании в высотных помещениях.

Специалистами разработана сеть труб систем пневмопочты, делающая доступной любой объект или учреждение для передачи ценного груза. То есть в этом случае прокладываются магистрали между высотными зданиями. Надежная система способствует улучшению организации труда, увеличению его производительности, повышению эффективности управления ценными бумагами и др.

Пневмопочта

Пневмопочта принцип работы

Пневматическая транспортировка капсул была изобретена Уильямом Мердоком. Американцы первыми использовали капсульные трубопроводы для передачи телеграмм, соседним зданиям с телеграфных станций. Ведь система пневматической почты состоит из многочисленных элементов. К ним следует отнести компрессор, блок управления копрессором, центральный контролер, магистральный трубопровод, рабочую станцию с пультами управления. Принцип работы современной и надежной системы заключается в передаче ценных бумаг и денежных средств как между крупными предприятиями, так и между маленькими помещениями.

В 1854 году Иосия Латимер Кларк был выпущен патент для передачи писем или посылок между различными зданиями, организациями под давлением воздуха и вакуума. В 1853 году создатель пневматической почты установил 200 метровую пневматическую систему между Лондонской фондовой биржей и офисами Electric Telegraph Company в Лотбери. Данная система известна всему миру как пневматическая отправка капсул на разные объекты.

Следует отметить, что они обычно используются для небольших посылок и документов, в том числе в качестве наличных в банках или супермаркетах. Подобные капсулы первоначально были предложены в начале XIX века для перевозки тяжелых грузов. Когда-то предполагалось, что сети труб системы пневмопочты могли бы использоваться для перевозки людей.

Пневмопочта принцип работы

Как работает пневмопочта — особенности

В современных условиях технология все больше развивается и предлагает более упрощенный процесс использования пневмопочты в разных сферах и масштабах. В то время как использование системы было заменено для передачи информации другими устройствами, пневматические трубки начали широко прмиеняться для транспортировки небольших объектов для обеспечения комфорта и удобства.

В Соединенных Штатах накопительные банки часто используют пневматические трубки для транспортировки наличных денег и документов между машинами и счетчиками. В некоторых больницах имеется компьютерная пневматическая система для доставки лекарств, документов и образцов в лаборатории. Многие заводы использую другими устройствами для их быстрой доставки деталей через крупные капсулы.

Наиболее крупные магазины используют систему пневмопочты для надежной транспортировки наличных денег в избыточном количестве. Всеми известный центр управления миссией НАСА обрел пневматические трубки, соединяющие контрольные пульты с помещениями поддержки персонала.

В Международных аэропортах применяется множество пневматических систем, в том числе система диаметром 25 см для перемещения деталей летательных аппаратов в конференц-залы, а также для продажи авиабилетов. Следует отметить, что надежная система обеспечивает безопасность сбора платежей за парковку с выходом на каждом стенде. Любая пересылка груза состоит из нескольких категорий:

  • капсулы загружаются в станцию отправителя;
  • при движении капсул от станции отправителя к стороне компрессора;
  • капсулы начинают двигаться от компрессора до станции получателя;
  • капсулы принимаются на станции получателя и извлекаются.

Пневмопочта на железной дороге

В 1855 году Роуленд-Хилл, секретарь почтового отделения, представил доклад генеральному директору об изобретении почтовой службы о системе передачи почты в подземных трубах. Предполагалось, что давление воздуха будет использоваться в качестве движущей силы. Хилл высказал свое мнение по поводу данной системы и указал, что пневмопочта позволит осуществлять многоадресную маршрутизацию разных посылок.

Важно подчеркнуть, что современная инженерная система оснащена автоматикой. С помощью новых функций, удается проводить контроль над маршрутизацией посылок. У контроллеров появилась отличная возможность управлять маршрутизацией устройств пневмопочты. Однолинейные и многолинейные системы сравнивают с транспортной связью. В отличие от однолинейной, многолинейная позволяет передавать несколько капсул по разным маршрутам, что значительно упрощает процесс доставки груза.

Трубы для пневмопочты

Пневматические трубки (или капсульные трубопроводы, также известные как пневматическая транспортировка труб) представляют собой систему, которая перевозит цилиндрические контейнеры через сети труб сжатым воздухом или частичным вакуумом. Они используются для транспортировки твердых объектов, в отличие от обычных трубопроводов, которые транспортируют жидкость.

Трубы для пневмопочты получили признание в конце 19-го и начале 20-го века, которые актуальны для применения в офисах, банковских учреждениях, административных зданиях. Многие учреждения и организации нуждаются в транспортировке небольших срочных пакетов (таких как, документы, ценные бумаги или деньги) на относительно короткие расстояния (в пределах здания или в пределах города). Некоторые установки выросли до большой сложности, но в основном были заменены.

Небольшое количество пневматических транспортных систем также было построено для более крупных грузов, чтобы вести конкуренцию с более стандартными системами поездов и метро. Пневматические системы труб используются в науке для транспортировки образцов во время анализа активации нейтронов. Образцы должны перемещаться из ядерного реактора, в котором они трансформируются нейтронами, в инструмент. В результате чего образуется излучение.

Поскольку некоторые радиоактивные изотопы в образце могут иметь слишком короткие периоды полураспада, в этом варианте учитывается их скорость перемещения. Эти системы могут быть автоматизированы с пробоотборной трубкой, которые в свою очередь перемещаются в ядро ​​реактора в течение заранее определенного времени, прежде чем их переместят на приборную станцию ​​и, наконец, в контейнер для хранения и извлечения.

Пневмопочта по сути

Наиболее применяемая система во всех отраслях, связана с транспортировкой различных грузов. По сути пневматическая система состоит из труб, которые соединяются друг с другом в определенных точках. Для того чтобы обеспечить надежное соединение некоторых сооружения, применяется именно пневматическая система. Устанавливая подобную систему можно убедиться в том, что распределение труда будет эффективным.

В данной системе широко применяются воздуходувки. Многофункциональное устройство способствует образованию нужного давления. Вакуум является ключевым компонентом в данной системе. Отсутствие нужного уровня вакуума не сможет обеспечить работоспособность механизма.

Система пневмопочты

Основным преимуществом использования современной системы пневматической почты является предотвращение несанкционированнного доступа к содержимому посылаемых капсул, обеспечение высокого уровня безопасного использования и надежности оборудования, установка встроящихся и готовых помещениях, модернизация системы, персонализация пересылаемых капсул, возможность прокладки трубопроводов между зданиями.

Станция пневмопочты

Использование станции пневмопочты нужно с целью установки капсул в трубопровод. С помощью данной системы можно принимать, отправлять и извлекать капсулы из трубопровода. Рабочие станции подразделяются на две категории. Они бывают неавтоматическими и автоматическими. Загружать и извлекать капсулы можно вручную. Наиболее распространенной неавтоматической станцией является «слайд-станция». Под данным термином подразумевается отрезок трубы с вырезом. Для того чтобы закрыть вырез, используется сдвижной колпак – слайдер.

Автоматическая рабочая станция управляется при помощи встроенного микропроцессора. Благодаря системе электропривода, производится загрузка и отправка капсул без участия операторов. Установка автоматической рабочей станции возможно вертикальным образом на стене.

Трубы для пневмопочты

Для изготовления труб производители используют ПВХ. Данный материал отличается определенными геометрическими размерами: внутренни и внешним дизайном. Наиболее распространенной является труба с диаметром 110 мм и 160 мм. Промышленные предприятия обычно применяют трубы, созданные из металла с нержавеющим покрытием. При соединении деталей применяются муфты.

Эти изобретения со внутренним диаметром практически равны с внешним диаметром трубопровода. Как правило, муфты нужны, чтобы предотвратить случайное напряжение от чрезмерной коррозии. Керамические элементы вставляются между сегментами трубы. Трубы, погребенные под землей, защищены снаружи слоем стекловолокна, намотанным при повышенной температуре.

Эпитаксия из газовой фазы

Под термином «эпитаксия» подразумевается процесс выращивания тонкого монокристаллического слоя непосредственно на монокристаллической подложке. В процессе осуществления данного действия материалом для подложки является затравочный кристалл. При идентичности материалов подложки и получаемого слоя, осуществляется автоэпитаксиальный процесс. При различии материалов подложки и слоя, процесс называется гетероэпитаксиальным.

Химическая пучковая эпитаксия представляет собой важный процесс с целью осаждения полупроводниковых слоев, особенно полупроводниковой системы. Эта форма эпитаксиального роста выполняется в системе под воздействием сверхвысокого вакуума. Реагенты находятся в форме молекулярных пучков реактивных газов, как правило, в виде гидрида или металлоорганического соединения. Термин химической пучковой эпитаксии часто используется взаимозаменяемо с металлоорганической молекулярно-лучевой эпитаксией (МЛЭ). Однако номенклатура может разделить несколько процессов. При использовании в строгом смысле данного метода, происходит получение газообразных источников. Молекулярно лучевая эпитаксия относится к методу, в котором компонент третьей группы получается из газообразного источника и компонента четвертой группы из твердого источника.

Инновационная система вакуумного блокирования, позволяет быстро нагружать подложки для роста кристаллов молекулярно-лучевой эпитаксии. Субстраты вводят через отдельную загруженную камеру с независимой откачкой, поддерживая основную камеру роста под вакуумом, тем самым образом минимизируя загрязнение источников испарения и уменьшая время простоя системы между последовательными циклами роста. Конструкция позволяет проводить дегазацию субстратов перед их вставкой в камеру для роста и имеет положения для последующего добавления отдельного распыления или химического травления.

Эпитаксия из газовой фазы

Эпитаксия кремния

Эпитаксию обычно проводят путем химического осаждения из паровой фазы, что в основном представляет собой процесс, который образующий нелетучую твердую пленку на подложке при обеспечении реакции в потоке парогазовой смеси при достижении высокой температуры. Для эпитаксиального осаждения имеются четыре основных химических источника кремния: 1) тетрахлорид кремния (SiCl4); 2) трихлорсилан (SiHCl3); 3) дихлорсилан (SiH2Cl2); и 4) силана (SiH4).

Поскольку данный процесс связан с химическими реакциями, использование уравнений химических реакций является хорошим способом описания роста эпитаксиальных слоев. Фактически, каждый упомянутый выше химический источник может быть описан общим уравнением реакции, которое показывает, как парофазные реагенты образуют кремниевую эпитаксиальную пленку. Например, общая реакция кремниевой эпитаксии на реакцию силана может быть указана в таблице следующим образом: SiH4 -> Si + 2H2.

Следует, однако, отметить, что такие уравнения для всех реакций не дают полной картины того, что эпитаксиальное выращивание действительно возникает во время данного процесса, особенно в отношении того, как реагенты на основе газовой фазы действительно взаимодействуют или как существуют эпи-разновидности адсорбированных на поверхности подложки.

Эпитаксия кремния

Особенности газовой эпитаксии

Под методом газовой эпитаксии можно выделить графиты МПГ-6 и МПГ-8. Они служая для очистки и дегазации в вакууме. В процессе получения эпитаксиальной пленки кремния применяются устройства в качестве нагревателей, лодочек, дисков и др. Подобную пленку в основном используют для производства электролюминесцентных дисплеев.

Системы молекулярно пучковой эпитаксии в России

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) представляет собой метод осаждения сверхвысокого вакуума (УВЧ), используемый для получения тонкой пленки высокого качества эпитаксиального (атомного слоя) с определенной толщиной, составом и структурой. Это позволяет методу MBE производить гораздо более высокое качество тонкого слоя по сравнению с другими методами, которые широко применяются в промышленности.

В наше время существуют ведущие мировые производители, которые работают над разработкой системы молекулярной лучевой эпитаксии (MBE), оборудования для осаждения атомного слоя и инструментов для получения тонкой пленки для использования ростовом реакторе. Уже на протяжении нескольких лет производственные компании предоставляют клиентам инновационные решения в области тонкопленочных технологий, охватывающих электронику, фотонику, оборудования высокого качества. Такие инновации служат для возобновления источников энергии и других приложений.

За последние годы активно производятся источники осаждения, используемые при нанесении слоев тонкой пленки фотовольтаики как для разработки, так и для линейных и крупных источников, используемых в экспериментальном производстве. Этот уникальный метод способствует обеспечению необходимой чистоты процесса и сверхвысокого вакуума. Уже с 2001 года в России появилась система, которая устанавливает МПЕ. Специализированная установка, которая произведена торговой маркой SemiTeq способствует выращиванию структуры на базе нитридов третьей группы.

Системы молекулярно пучковой эпитаксии в России

Эпитаксия молекулярных пучков

Разработчики производят системы, часто с несколькими камерами и уникальными требования к обработке и анализу образцов. Они прежде всего отвечают за повышение температуры подложки и усиление отачной системы. Данная система удаляет используемый в качестве источника азот. Ультравысокие вакуумные системы осаждения с учетом всех требований к вакууму для обеспечения чистых тонких пленок и интерфейсов, производятся в серийном выпуске. Компания выпускает не только системы, но и пользовательские источники осаждения, инструменты для мониторинга процесса и другие компоненты, соответствующие требованиям покупателя.

Лаборатории в России предлагают услуги тонкопленочных эпитаксиальных и технологических разработок, а также исследования контрактов. Ведущие ученые-лаборатории — специалисты по эпитаксиальному росту полупроводниковых и оптоэлектронных материалов, следят за процессом производства полупроводниковых материалов и устройств. У специалистов есть опыт в осаждении оксидов. В каждой лаборатории преобладают ультрасовременные системы в нитридном MBE, включая разработку уникальных высокомощных структур HEMT и УФ-детекторов. При увеличении потребности в использовании частоты связи, устройство изготавливают определяя точность измерения установки.

Эпитаксия молекулярных пучков

Преимущества системы молекулярно пучковой эпитаксии

Ведущие производительные компании в России продемонстрировали захватывающие тонкопленочные структуры, которые можно использовать в магнитных приложениях и микроэлектронике. Появились совершенно новые области применения устройства для осаждения атомного слоя, используя характеристики сверхвысоковакуумной системы откачки для создания эффективных барьерных слоев с использованием очень тонких отложений.

В молекулярно пучковой эпитаксии материал в эффузионной ячейке материал тщательно нагревается для повышения давления пара. В условиях молекулярно пучковой эпитаксии, пар может перемещаться к подложке без столкновения, где происходит конденсация на подложке с образованием эпитаксиальной тонкослойной пленки с высокой степенью чистоты.

Несмотря на концептуальную простоту, необходимы внедрить большие технологические усилия для создания системы, обеспечивающей требуемые тонкослойные свойства пленки. Конструкция камеры, тщательный контроль вакуумной среды, качество исходных материалов, процесс испарения, механизмы обработки образцов и общая структура должны взаимодействовать друг с другом с большой точностью для достижения высокого уровня чистоты, равномерности, управления системой в осажденной тонкослойной пленке.

Система разработана для удовлетворения всех этих требований, которая оснащена новейшими функциональными устройствами. Кроме того, программное обеспечение системы управления позволяет пользователю полностью автоматизировать процесс осаждения и точно контролировать каждый параметр для достижения высококачественных тонких пленок. В каждом модуле системной части преобладает сверхвысоковакуумная система откачки, позволяющая отдельным компонентам функционировать незаивисимо в одновременном направлении.

Современная система полностью оптимизирована и модернизирована новыми компонентами:

  • Спектрометр, модель
  • Ионное распылительное устройство
  • Кварцевый тонкопленочный толщиномер
  • Примерный нагрев пучка до 1600 ° C и термопары
  • Хранилище образцов
  • Пробоотборная камера с турбонаддувом и подачей проб
  • Эффузионные клетки или лучевые испарители с водяным охлаждением (Кол-во 6)
  • Ионные насосы и агрегат с охлаждением
  • Система нагревания до 150 ° с крышкой и таймером
  • Максимальное давление: менее 2x10exp-11Торр

Газофазная эпитаксия

Эпитаксия относится к осаждению кристаллического слоя на кристаллическую подложку. Газофазную эпитаксию изначально разрабатывали для выращивания таких соединений, как кремний, арсенид галлия. Термин эпитаксия исходит от греческих корней, что означает «выше», и такси, что означает «упорядоченность». Газофазное эпитаксиальное наращивание служит для большинства технологических применений желательно, чтобы осажденный материал образовал кристаллический слой, который имеет одну четко определенную ориентацию относительно кристаллической структуры подложки (однодоменной эпитаксии).

Эпитаксиальные пленки можно выращивать из газообразной или жидкой фазы. Поскольку подложка действует как кристалл, осажденная пленка может запираться в одну или несколько кристаллографических ориентаций относительно кристалла подложки. Если наложение либо образует случайную ориентацию относительно подложки, либо не образует упорядоченный слой, он называется не эпитаксиальным ростом. Если эпитаксиальная пленка осаждается на субстрат того же состава, этот процесс называется гомоэпитаксией.

Важно отметить, что сам арсенид галлия является материалом, с которым в настоящее время развиваются физико-химические и кристаллофизические основы газофазной эпитаксии. Следует надеяться, что основные принципы или рост кристаллов в газофазных системах, обнаруженных в арсениде галлия, окажутся достаточно общими для применения в других аналогичных системах.

Особенности газовой эпитаксии

Комплексные многоступенчатые процессы, протекающие на поверхности кристалла при газофазной кристаллизации, требуют разработки более общей теории роста кристаллов, которая рассматривает гетерогенные реакции и участие в поверхностных процессах некристаллизации атомов и молекул. С другой стороны, для построения такой теории и ее сравнения с экспериментальной информацией потребуется не только использование состава газовой фазы и кинетика роста, но и структура адсорбционного слоя и поверхности кристаллизации, получение которых в газофазных системах затруднено по сравнению, например, с системами молекулярно-лучевой эпитаксии. Возможно, что эти трудности будут преодолены со временем.

Определенная часть информации о составе и структуре поверхности, контактирующей со сложной газовой фазой, может быть, по-видимому, получена в условиях, близких к равновесию. Эта часть проблемы исследования газофазной эпитаксии полностью сливается с проблемами характеристики физико-химического состояния поверхностей полупроводников в целом.

Газофазная эпитаксия

Легирование и автолегирование газофазной эпитаксии

Изучение процесса легирования в первую очередь включает рассмотрение основных показателей эпитаксии. Под этой особенностью исследуется химический процесс. Под воздействием водорода, гидриды становятся гораздо устойчивыми. Это обусловлено термодинамическим расчетом. При росте и легировании молекул существует достаточно тесная связь. Легирование бора и мышьяка приводит к образованию их хлоридов.

Под легированием эпитаксиального слоя подразумевается процесс, при котором происходит их выращивание. При обеспечении данного действия добавляется легирующая примесь. В случае эпитаксии из газовой фазы легирующий реагент также должен быть газообразным. Получить атомы легирующей примеси на верхней части эпитаксиальнго слоя можно использовав реакцию восстановления галогенидов и пиролиза гидридов легирующих элементов. Под легированием эпитаксиального слоя при выращивании из газовой фазы определяется два основных метода: газовый и жидкостный.

Легирование и автолегирования газофазной эпитаксии

Хлоридный метод эпитаксии

Хлоридный метод основан на восстановлении тетрахлорида кремния, дихлорсилана, трихлорсилана. Выращивание эпитаксиальной пленки кремния осуществляется на диэлектрической и кремниевой подложке. Подобный процесс химической реакции является одним из главных. Поэтому его широко применяют в микроэлектронной технологии. Химический процесс служит для ускорения роста эпитаксиального слоя. Этот показатель достигается благодаря физическим параметрам.

Другой процесс связан с газовой фазой. В этом варианте на подложке происходит образование атомов кремния. Они поступают в виде атомного пучка. При избытке водорода образуется кремний. А если в системе происходит подача соляной кислоты НCI тогда возможно осуществление газового травления кремниевой подложки. Температурный диапазон при хлоридном процессе варьируется от 1050—1300° С при скорости роста 1 мкм/мин. Если концентрация тетрахлорида кремния значительно уменьшается, тогда понижается температура подложки. В результате этого происходит рост аморфной и поликристаллической пленки.