Мэдээлэл, оптоэлектроникийн салбарын хурдацтай хөгжил нь химийн механик өнгөлгөөний (CMP) технологийг тасралтгүй шинэчлэхэд түлхэц болсон. Тоног төхөөрөмж, материалаас гадна хэт өндөр нарийвчлалтай гадаргууг олж авах нь өндөр үр ашигтай зүлгүүрийн хэсгүүдийн дизайн, үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл, түүнчлэн харгалзах өнгөлгөөний зуурмаг бэлтгэхээс илүү хамааралтай болсон. Гадаргуугийн боловсруулалтын нарийвчлал, үр ашгийн шаардлагыг тасралтгүй сайжруулахын хэрээр өндөр үр ашигтай өнгөлгөөний материалын шаардлага улам бүр нэмэгдэж байна. Церийн давхар ислийг микроэлектроник төхөөрөмж болон нарийвчлалтай оптик эд ангиудын гадаргуугийн нарийвчлалтай боловсруулалтад өргөн ашиглаж ирсэн.
Цериум оксидын өнгөлгөөний нунтаг (VK-Ce01) нь хүчтэй зүсэх чадвар, өндөр өнгөлгөөний үр ашиг, өндөр өнгөлгөөний нарийвчлал, сайн өнгөлгөөний чанар, цэвэр орчин, бага бохирдол, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа гэх мэт давуу талуудтай бөгөөд оптик нарийвчлалтай өнгөлгөө болон CMP зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд энэ салбарт маш чухал байр суурь эзэлдэг.
Церийн оксидын үндсэн шинж чанарууд:
Цериум исэл гэгддэг Цериум нь цериумын исэл юм. Энэ үед цериумын валент нь +4, химийн томъёо нь CeO2 юм. Цэвэр бүтээгдэхүүн нь цагаан, хүнд нунтаг эсвэл куб талст бөгөөд цэвэр бус бүтээгдэхүүн нь цайвар шар эсвэл бүр ягаанаас улаавтар хүрэн нунтаг юм (учир нь энэ нь лантан, празеодим гэх мэт бага хэмжээний бодис агуулдаг). Өрөөний температур болон даралтад цериумын тогтвортой исэл юм. Цериум нь мөн +3 валенттай Ce2O3 үүсгэж чаддаг бөгөөд энэ нь тогтворгүй бөгөөд O2-той тогтвортой CeO2 үүсгэдэг. Цериумын исэл нь ус, шүлт болон хүчилд бага зэрэг уусдаг. Нягтрал нь 7.132 г/см3, хайлах цэг нь 2600℃, буцлах цэг нь 3500℃.
Церийн оксидын өнгөлгөөний механизм
CeO2 бөөмсийн хатуулаг өндөр биш байна. Доорх хүснэгтэд үзүүлсэнчлэн, церийн ислийн хатуулаг нь алмаз болон хөнгөн цагааны ислийн хатуулагаас хамаагүй бага, мөн төмрийн исэлтэй тэнцэх цирконий исэл болон цахиурын ислийн хатуулагаас ч бага байна. Тиймээс силикат шил, кварц шил гэх мэт цахиурын исэлд суурилсан материалыг зөвхөн механик үүднээс авч үзвэл бага хатуулагтай церигаар өнгөлөх нь техникийн хувьд боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч церийн исэл нь одоогоор цахиурын исэлд суурилсан материал эсвэл цахиурын нитридийн материалыг өнгөлөхөд хамгийн тохиромжтой өнгөлгөөний нунтаг юм. Церийн исэл өнгөлөх нь механик нөлөөллөөс гадна бусад нөлөө үзүүлдэг болохыг харж болно. Түгээмэл хэрэглэгддэг нунтаглах, өнгөлөх материал болох алмазын хатуулаг нь ихэвчлэн CeO2 торонд хүчилтөрөгчийн хоосон зайтай байдаг бөгөөд энэ нь түүний физик болон химийн шинж чанарыг өөрчилж, өнгөлгөөний шинж чанарт тодорхой нөлөө үзүүлдэг. Түгээмэл хэрэглэгддэг церийн исэл өнгөлөх нунтаг нь тодорхой хэмжээний бусад ховор газрын исэл агуулдаг. Празеодимийн исэл (Pr6O11) нь мөн нүүрэн төвтэй куб торон бүтэцтэй бөгөөд өнгөлөхөд тохиромжтой бол бусад лантанидын ховор шороон исэлүүд нь өнгөлөх чадваргүй байдаг. CeO2-ийн талст бүтцийг өөрчлөхгүйгээр тодорхой хязгаарт хатуу уусмал үүсгэж болно. Өндөр цэвэршилттэй нано-церийн исэл өнгөлөх нунтаг (VK-Ce01)-ийн хувьд церийн исэл (VK-Ce01)-ийн цэвэршилт өндөр байх тусам өнгөлөх чадвар өндөр, ашиглалтын хугацаа урт байх болно, ялангуяа хатуу шил, кварцын оптик линзийг удаан хугацаанд ашиглахад тохиромжтой. Цикл өнгөлөх үед өндөр цэвэршилттэй церийн исэл өнгөлөх нунтаг (VK-Ce01) ашиглахыг зөвлөж байна.
Церийн оксид өнгөлгөөний нунтаг хэрэглэх:
Цериум оксидын өнгөлгөөний нунтаг (VK-Ce01) нь голчлон шилэн бүтээгдэхүүнийг өнгөлөхөд ашиглагддаг бөгөөд голчлон дараах салбарт ашиглагддаг.
1. Нүдний шил, шилэн линз өнгөлөх;
2. Оптик линз, оптик шил, линз гэх мэт;
3. Гар утасны дэлгэцийн шил, цагны гадаргуу (цагны хаалга) гэх мэт;
4. Бүх төрлийн LCD дэлгэцтэй LCD дэлгэц;
5. Ринстон чулуу, халуун алмааз (ил захидал, жинсэн өмдний алмааз), гэрэлтүүлгийн бөмбөлөг (том танхимд тансаг лааны суурь);
6. Болор гар урлал;
7. Хаш чулууг хэсэгчлэн өнгөлөх
Одоогийн церийн оксидын өнгөлгөөний деривативууд:
Цериум оксидын гадаргууг хөнгөн цагаанаар хольж, оптик шилний өнгөлгөөг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.
UrbanMines Tech. Limited компанийн Технологийн судалгаа, хөгжлийн хэлтэс нь өнгөлгөөний хэсгүүдийн нэгдэл ба гадаргуугийн өөрчлөлт нь CMP өнгөлгөөний үр ашиг, нарийвчлалыг сайжруулах гол арга, арга барил гэж санал болгов. Учир нь олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэгдлээр хэсгүүдийн шинж чанарыг тохируулж болох бөгөөд өнгөлгөөний зутангийн тархалтын тогтвортой байдал болон өнгөлгөөний үр ашгийг гадаргуугийн өөрчлөлтөөр сайжруулж болно. TiO2-оор хольсон CeO2 нунтаг бэлтгэх, өнгөлөх гүйцэтгэл нь өнгөлгөөний үр ашгийг 50%-иас дээш хувиар сайжруулж, үүний зэрэгцээ гадаргуугийн согогийг 80%-иар бууруулдаг. CeO2 ZrO2 ба SiO2 2CeO2 нийлмэл ислүүдийн синергетик өнгөлгөөний нөлөө; тиймээс хольсон ceria микро-нано нийлмэл ислүүдийг бэлтгэх технологи нь шинэ өнгөлгөөний материалыг боловсруулах, өнгөлөх механизмын талаар хэлэлцэхэд маш чухал ач холбогдолтой юм. Холилтын хэмжээнээс гадна нийлэгжүүлсэн хэсгүүд дэх хольцын төлөв байдал, тархалт нь тэдгээрийн гадаргуугийн шинж чанар болон өнгөлгөөний гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг.
Тэдгээрийн дотроос бүрээстэй бүтэцтэй өнгөлгөөний хэсгүүдийн нийлэгжилт нь илүү сонирхол татахуйц юм. Тиймээс синтетик арга, нөхцлийг сонгох нь маш чухал бөгөөд ялангуяа энгийн бөгөөд зардал багатай аргууд юм. Гидратжуулсан церийн карбонатыг гол түүхий эд болгон ашиглан хөнгөн цагаанаар холбосон церийн ислийн өнгөлгөөний хэсгүүдийг нойтон хатуу фазын механохимийн аргаар нийлэгжүүлсэн. Механик хүчний нөлөөгөөр гидратжуулсан церийн карбонатын том хэсгүүдийг нарийн ширхэгт хувааж болох бол хөнгөн цагааны нитрат нь аммиакийн устай урвалд орж аморф коллоид хэсгүүд үүсгэдэг. Коллоид хэсгүүд нь церийн карбонатын хэсгүүдэд амархан наалддаг бөгөөд хатааж, шатаасны дараа церийн ислийн гадаргуу дээр хөнгөн цагааны холимог хийж болно. Энэ аргыг янз бүрийн хэмжээний хөнгөн цагааны холимогтой церийн ислийн хэсгүүдийг нийлэгжүүлэхэд ашигласан бөгөөд тэдгээрийн өнгөлгөөний гүйцэтгэлийг тодорхойлсон. Цериний ислийн хэсгүүдийн гадаргуу дээр зохих хэмжээний хөнгөн цагаан нэмсний дараа гадаргуугийн потенциалын сөрөг утга нэмэгдэж, улмаар зүлгүүрийн хэсгүүдийн хоорондох зайг бий болгодог. Илүү хүчтэй электростатик түлхэлт байдаг бөгөөд энэ нь зүлгүүрийн түдгэлзүүлэлтийн тогтвортой байдлыг сайжруулахад тусалдаг. Үүний зэрэгцээ, Кулон таталцлын хүчээр дамжуулан зүлгүүрийн хэсгүүд болон эерэг цэнэгтэй зөөлөн давхаргын хоорондох харилцан шингээлтийг сайжруулж, өнгөлсөн шилний гадаргуу дээрх зүлгүүр ба зөөлөн давхаргын харилцан үйлчлэлд эерэгээр нөлөөлж, өнгөлгөөний хурдыг сайжруулна.