တော်လှန်ရေးဆန်သော ပစ္စည်းအသစ် - အနက်ရောင် ဆီလီကွန်

တော်လှန်ရေးဆန်သော ပစ္စည်းအသစ် - အနက်ရောင် ဆီလီကွန်

အနက်ရောင်ဆီလီကွန်သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော optoelectronic ဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ဆီလီကွန်ပစ္စည်းအမျိုးအစားအသစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် Eric Mazur နှင့် အခြားသုတေသီများ၏ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း အနက်ရောင်ဆီလီကွန်ဆိုင်ရာ သုတေသနလုပ်ငန်းကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားပြီး အနက်ရောင်ဆီလီကွန်၏ ပြင်ဆင်မှုနှင့် ဖွဲ့စည်းမှုယန္တရားအပြင် စုပ်ယူမှု၊ တောက်ပမှု၊ စက်ကွင်းထုတ်လွှတ်မှုနှင့် ရောင်စဉ်တုံ့ပြန်မှုကဲ့သို့သော ၎င်း၏ဂုဏ်သတ္တိများကို အသေးစိတ်ဖော်ပြထားသည်။ ၎င်းသည် အနီအောက်ရောင်ခြည်ရှာဖွေစက်များ၊ ဆိုလာဆဲလ်များနှင့် flat-panel မျက်နှာပြင်များတွင် အနက်ရောင်ဆီလီကွန်၏ အရေးကြီးသော အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများကိုလည်း ထောက်ပြထားသည်။
ပုံဆောင်ခဲဆီလီကွန်ကို သန့်စင်ရလွယ်ကူခြင်း၊ ရောစပ်ရလွယ်ကူခြင်းနှင့် အပူချိန်မြင့်မားစွာခံနိုင်ရည်ရှိခြင်းကဲ့သို့သော အားသာချက်များကြောင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းလုပ်ငန်းတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။ သို့သော် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ မြင်နိုင်သောအလင်းနှင့် အနီအောက်ရောင်ခြည်အလင်း၏ မြင့်မားသောရောင်ပြန်ဟပ်မှုကဲ့သို့သော အားနည်းချက်များစွာလည်းရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်း၏ band gap ကြီးမားမှုကြောင့်၊ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန်1100 nm ထက်ကြီးသော လှိုင်းအလျားရှိသော အလင်းကို စုပ်ယူ၍မရပါ။ အလင်း၏ လှိုင်းအလျားသည် 1100 nm ထက်ကြီးသောအခါ၊ ဆီလီကွန် ရှာဖွေစက်များ၏ စုပ်ယူမှုနှင့် တုံ့ပြန်မှုနှုန်းသည် သိသိသာသာ လျော့ကျသွားသည်။ ဤလှိုင်းအလျားများကို ထောက်လှမ်းရန် ဂျာမေနီယမ်နှင့် အင်ဒီယမ် ဂယ်လီယမ် အာဆီနိုက်ကဲ့သို့သော အခြားပစ္စည်းများကို အသုံးပြုရမည်။ သို့သော်၊ ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်း၊ သာမိုဒိုင်းနမစ်ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေး ညံ့ဖျင်းခြင်း၊ ရှိပြီးသား ရင့်ကျက်သော ဆီလီကွန် လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် သဟဇာတမဖြစ်ခြင်းတို့က ဆီလီကွန်အခြေခံ ကိရိယာများတွင် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ထို့ကြောင့် ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်များ၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို လျှော့ချခြင်းနှင့် ဆီလီကွန်အခြေခံနှင့် ဆီလီကွန်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော ဓာတ်ပုံရှာဖွေစက်များ၏ ထောက်လှမ်းမှု လှိုင်းအလျားအပိုင်းအခြားကို တိုးချဲ့ခြင်းသည် ပူပြင်းသော သုတေသနခေါင်းစဉ်တစ်ခုအဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။

ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်များ၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို လျှော့ချရန်အတွက်၊ ဖိုတိုလစ်သိုဂရပ်ဖီ၊ ဓာတ်ပြုအိုင်းယွန်း တက်ချင်းနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ တက်ချင်းကဲ့သို့သော စမ်းသပ်နည်းလမ်းများနှင့် နည်းပညာများစွာကို အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။ ဤနည်းပညာများသည် ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန်၏ မျက်နှာပြင်နှင့် မျက်နှာပြင်အနီးရှိ ပုံသဏ္ဍာန်ကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ပြောင်းလဲစေနိုင်ပြီး ထို့ကြောင့်ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်ရောင်ပြန်ဟပ်မှု။ မြင်နိုင်သောအလင်းအပိုင်းအခြားတွင်၊ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကိုလျှော့ချခြင်းသည် စုပ်ယူမှုကိုတိုးမြှင့်ပေးပြီး စက်ပစ္စည်း၏ထိရောက်မှုကို တိုးတက်စေနိုင်သည်။ သို့သော် 1100 nm ထက်ကျော်လွန်သော လှိုင်းအလျားများတွင်၊ ဆီလီကွန် band gap ထဲသို့ စုပ်ယူမှုစွမ်းအင်အဆင့်များ မထည့်သွင်းပါက၊ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုလျော့နည်းခြင်းသည် ထုတ်လွှင့်မှုကိုသာ တိုးမြှင့်စေသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဆီလီကွန်၏ band gap သည် ရှည်လျားသောလှိုင်းအလျားအလင်း၏ စုပ်ယူမှုကို နောက်ဆုံးတွင် ကန့်သတ်ထားသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ဆီလီကွန်အခြေခံနှင့် ဆီလီကွန်နှင့်လိုက်ဖက်သော စက်ပစ္စည်းများ၏ အာရုံခံနိုင်သော လှိုင်းအလျားအပိုင်းအခြားကို တိုးချဲ့ရန်အတွက် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို တစ်ချိန်တည်းတွင် လျှော့ချနေစဉ်တွင် band gap အတွင်း ဖိုတွန်စုပ်ယူမှုကို တိုးမြှင့်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

၁၉၉၀ ပြည့်လွန်နှစ်များနှောင်းပိုင်းတွင် ဟားဗတ်တက္ကသိုလ်မှ ပါမောက္ခ အဲရစ် မာဇူးနှင့် အခြားသူများသည် ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း femtosecond laser များနှင့် အရာဝတ္ထုများ၏ အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုဆိုင်ရာ သုတေသနပြုလုပ်နေစဉ်အတွင်း black silicon ပစ္စည်းအသစ်တစ်ခုကို ရရှိခဲ့သည်။ black silicon ၏ photoelectric ဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာနေစဉ် Eric Mazur နှင့် ၎င်း၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် ဤ microstructured silicon ပစ္စည်းတွင် ထူးခြားသော photoelectric ဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်ကို အံ့အားသင့်ခဲ့ကြသည်။ ၎င်းသည် near-ultraviolet နှင့် near-infrared အကွာအဝေး (0.25–2.5 μm) ရှိ အလင်းအားလုံးနီးပါးကို စုပ်ယူပြီး မြင်နိုင်သောနှင့် near-infrared luminescence ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ကောင်းမွန်သော field emission ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသသည်။ ဤရှာဖွေတွေ့ရှိမှုသည် semiconductor လုပ်ငန်းတွင် အံ့အားသင့်စရာတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့ပြီး အဓိကမဂ္ဂဇင်းများက ၎င်းအကြောင်း သတင်းရေးသားရန် ယှဉ်ပြိုင်ခဲ့ကြသည်။ ၁၉၉၉ ခုနှစ်တွင် Scientific American နှင့် Discover မဂ္ဂဇင်းများ၊ ၂၀၀၀ ခုနှစ်တွင် Los Angeles Times သိပ္ပံကဏ္ဍနှင့် ၂၀၀၁ ခုနှစ်တွင် New Scientist မဂ္ဂဇင်းတို့သည် black silicon ၏ ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုနှင့် ၎င်း၏ အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများကို ဆွေးနွေးသည့် feature ဆောင်းပါးများကို ထုတ်ဝေခဲ့ပြီး remote sensing၊ optical communications နှင့် microelectronics ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် သိသာထင်ရှားသော အလားအလာရှိသော တန်ဖိုးရှိသည်ဟု ယုံကြည်ခဲ့ကြသည်။

လက်ရှိတွင် ပြင်သစ်နိုင်ငံမှ T. Samet၊ အိုင်ယာလန်နိုင်ငံမှ Anoife M. Moloney၊ တရုတ်နိုင်ငံရှိ Fudan တက္ကသိုလ်မှ Zhao Li နှင့် တရုတ်သိပ္ပံအကယ်ဒမီမှ Men Haining တို့သည် အနက်ရောင်ဆီလီကွန်အပေါ် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် သုတေသနပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ကနဦးရလဒ်များ ရရှိခဲ့သည်။ အမေရိကန်ပြည်ထောင်စု၊ မက်ဆာချူးဆက်ရှိ ကုမ္ပဏီတစ်ခုဖြစ်သော SiOnyx သည် အခြားကုမ္ပဏီများအတွက် နည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးပလက်ဖောင်းအဖြစ် ဆောင်ရွက်ရန် စွန့်ဦးတီထွင်အရင်းအနှီး အမေရိကန်ဒေါ်လာ ၁၁ သန်းကိုပင် ရရှိခဲ့ပြီး၊ အာရုံခံကိရိယာအခြေခံ အနက်ရောင်ဆီလီကွန်ဝေဖာများကို စီးပွားဖြစ်ထုတ်လုပ်ရန် စတင်နေပြီဖြစ်ပြီး၊ အပြီးသတ်ထုတ်ကုန်များကို နောက်မျိုးဆက် အနီအောက်ရောင်ခြည်ပုံရိပ်စနစ်များတွင် အသုံးပြုရန် ပြင်ဆင်နေပါသည်။ SiOnyx ၏ CEO Stephen Saylor က အနက်ရောင်ဆီလီကွန်နည်းပညာ၏ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးပြီး အာရုံခံနိုင်စွမ်းမြင့်မားသော အားသာချက်များသည် သုတေသနနှင့် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာပုံရိပ်ဈေးကွက်များကို အာရုံစိုက်သော ကုမ္ပဏီများ၏ အာရုံကို မလွဲမသွေဆွဲဆောင်လိမ့်မည်ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။ အနာဂတ်တွင် ၎င်းသည် ဒေါ်လာဘီလီယံပေါင်းများစွာတန်သော ဒစ်ဂျစ်တယ်ကင်မရာနှင့် ဗီဒီယိုကင်မရာဈေးကွက်သို့ပင် ဝင်ရောက်နိုင်သည်။ SiOnyx သည် အနက်ရောင်ဆီလီကွန်၏ photovoltaic ဂုဏ်သတ္တိများကိုလည်း လက်ရှိစမ်းသပ်နေပြီး၊ ဖြစ်နိုင်ခြေများပါသည်။အနက်ရောင် ဆီလီကွန်အနာဂတ်တွင် ဆိုလာဆဲလ်များတွင် အသုံးပြုသွားမည်ဖြစ်သည်။ ၁။ အနက်ရောင် ဆီလီကွန် ဖွဲ့စည်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်

၁.၁ ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်

တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန် ဝေဖာများကို ထရိုင်ကလိုရိုအီသီလင်း၊ အက်စီတုန်းနှင့် မီသနောတို့ဖြင့် အဆက်မပြတ် သန့်စင်ပြီးနောက် ဖုန်စုပ်ခန်းရှိ သုံးဖက်မြင် ရွေ့လျားနိုင်သော ပစ်မှတ်အဆင့်တွင် ထားရှိသည်။ ဖုန်စုပ်ခန်း၏ အခြေခံဖိအားသည် 1.3 × 10⁻² Pa ထက်နည်းသည်။ အလုပ်လုပ်သော ဓာတ်ငွေ့သည် SF₆၊ Cl₂၊ N₂၊ လေ၊ H₂S၊ H₂၊ SiH₄ စသည်တို့ ဖြစ်နိုင်ပြီး အလုပ်လုပ်သော ဖိအား 6.7 × 10⁴ Pa ရှိသည်။ တနည်းအားဖြင့် ဖုန်စုပ်ပတ်ဝန်းကျင်ကို အသုံးပြုနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် S၊ Se သို့မဟုတ် Te ဒြပ်စင်အမှုန့်များကို ဖုန်စုပ်စက်ဖြင့် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အုပ်နိုင်သည်။ ပစ်မှတ်အဆင့်ကို ရေထဲတွင်လည်း နှစ်ထားနိုင်သည်။ Ti:sapphire laser regenerative amplifier မှထုတ်လုပ်သော Femtosecond pulses (800 nm, 100 fs, 500 μJ, 1 kHz) များကို မှန်ဘီလူးဖြင့် အာရုံစူးစိုက်ပြီး ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ထောင့်မှန်ကျကျ ထိတွေ့စေသည် (လေဆာထွက်ရှိမှုစွမ်းအင်ကို half-wave plate နှင့် polarizer ပါဝင်သော attenuator မှ ထိန်းချုပ်ထားသည်)။ လေဆာအစက်ဖြင့် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ကို scan လုပ်ရန် target stage ကို ရွှေ့ခြင်းဖြင့် ဧရိယာကျယ်သော အနက်ရောင် ဆီလီကွန်ပစ္စည်းကို ရရှိနိုင်သည်။ မှန်ဘီလူးနှင့် ဆီလီကွန် wafer အကြား အကွာအဝေးကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ထိတွေ့သော အလင်းအစက်၏ အရွယ်အစားကို ချိန်ညှိနိုင်ပြီး လေဆာ fluence ကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ အစက်အရွယ်အစားသည် မပြောင်းလဲပါက ပစ်မှတ်အဆင့်၏ ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်းကို ပြောင်းလဲခြင်းသည် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်၏ ယူနစ်ဧရိယာတွင် ထိတွေ့သော pulses အရေအတွက်ကို ချိန်ညှိနိုင်သည်။ အလုပ်လုပ်သောဓာတ်ငွေ့သည် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင် အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ၏ ပုံသဏ္ဍာန်ကို သိသိသာသာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ အလုပ်လုပ်သောဓာတ်ငွေ့သည် မပြောင်းလဲပါက လေဆာ fluence နှင့် ယူနစ်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် ရရှိသော pulses အရေအတွက်ကို ပြောင်းလဲခြင်းသည် အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံများ၏ အမြင့်၊ aspect ratio နှင့် အကွာအဝေးကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။

၁.၂ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်ကြည့်လျှင် လက္ခဏာများ

femtosecond လေဆာ ဓါတ်ရောင်ခြည် ကျရောက်ပြီးနောက်၊ မူလက ချောမွေ့သော ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန် မျက်နှာပြင်သည် quasi-regularly စီစဉ်ထားသော သေးငယ်သော ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန် အစုအဝေးကို ပြသသည်။ ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်၏ ပုံသဏ္ဍာန်သည် ပုံ ၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အလုပ်လုပ်သော ဓာတ်ငွေ့နှင့် ဆက်စပ်နေပြီး၊ (a)၊ (b) နှင့် (c) တွင်ပြထားသည့် ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်များကို SF₆၊ S နှင့် N₂ လေထုတွင် အသီးသီး ဖွဲ့စည်းထားသည်။ သို့သော်၊ ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်၏ ဦးတည်ရာသည် ဓာတ်ငွေ့နှင့် မသက်ဆိုင်ဘဲ လေဆာကျရောက်မှု ဦးတည်ရာသို့ အမြဲညွှန်ပြနေပြီး ဆွဲငင်အား၏ သက်ရောက်မှုမရှိဘဲ၊ ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန်၏ doping အမျိုးအစား၊ resistivity နှင့် ပုံဆောင်ခဲ ဦးတည်ရာတို့မှလည်း မသက်ဆိုင်ပါ။ ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန် အခြေခံများသည် asymmetrical ဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့၏ တိုတောင်းသော ဝင်ရိုးသည် လေဆာ polarization ဦးတည်ရာနှင့် အပြိုင်ဖြစ်သည်။ လေထဲတွင် ဖွဲ့စည်းထားသော ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်များသည် အကြမ်းတမ်းဆုံးဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့၏ မျက်နှာပြင်များကို 10–100 nm ၏ ပိုမိုသေးငယ်သော dendritic nanostructures များဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။

လေဆာ fluence မြင့်လေ၊ pulses အရေအတွက် များလေ၊ conical structures များသည် မြင့်ပြီး ကျယ်လေဖြစ်သည်။ SF6 ဓာတ်ငွေ့တွင်၊ conical structures များ၏ အမြင့် h နှင့် spacing d သည် nonlinear relationship ရှိပြီး၊ p=2.4±0.1 တွင် h∝dp အဖြစ် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ဖော်ပြနိုင်သည်။ height h နှင့် spacing d နှစ်ခုစလုံးသည် laser fluence တိုးလာသည်နှင့်အမျှ သိသိသာသာ တိုးလာသည်။ fluence သည် 5 kJ/m² မှ 10 kJ/m² အထိ တိုးလာသောအခါ၊ spacing d သည် 3 ဆ တိုးလာပြီး h နှင့် d အကြား ဆက်နွယ်မှုနှင့် ပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ၊ height h သည် 12 ဆ တိုးလာသည်။

မြင့်မားသော အပူချိန် (1200 K၊ 3 နာရီ) ဖြင့် လေဟာနယ်ထဲတွင် အပူပေးပြီးနောက်၊ ကွန်ပုံသဏ္ဍာန်များသည်အနက်ရောင် ဆီလီကွန်သိသိသာသာ မပြောင်းလဲသော်လည်း မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ 10–100 nm dendritic nanostructures များမှာ သိသိသာသာ လျော့နည်းသွားခဲ့သည်။ Ion channeling spectroscopy အရ conical မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ disorder သည် annealing လုပ်ပြီးနောက် လျော့နည်းသွားသော်လည်း disordered structures အများစုမှာ ဤ annealing အခြေအနေများအောက်တွင် မပြောင်းလဲကြောင်း ပြသခဲ့သည်။

၁.၃ ဖွဲ့စည်းမှုယန္တရား

လက်ရှိတွင် အနက်ရောင်ဆီလီကွန်၏ ဖွဲ့စည်းမှုယန္တရားသည် ရှင်းလင်းပြတ်သားမှုမရှိပါ။ သို့သော် Eric Mazur နှင့်အဖွဲ့သည် အလုပ်လုပ်သောလေထုနှင့်အတူ ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင် အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ၏ပုံသဏ္ဍာန်ပြောင်းလဲမှုအပေါ် အခြေခံ၍ မြင့်မားသောပြင်းထန်မှု femtosecond လေဆာများ၏လှုံ့ဆော်မှုအောက်တွင် ဓာတ်ငွေ့နှင့် ပုံဆောင်ခဲဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်အကြားတွင် ဓာတုဗေဒဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုရှိပြီး ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ကို ဓာတ်ငွေ့အချို့ဖြင့် ထွင်းထုစေပြီး ချွန်ထက်သော cone များဖြစ်ပေါ်စေသည်ဟု ယူဆခဲ့ကြသည်။ Eric Mazur နှင့်အဖွဲ့သည် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင် အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံဖွဲ့စည်းမှု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဗေဒယန္တရားများကို အောက်ပါတို့ကြောင့်ဖြစ်သည်- မြင့်မားသောစီးဆင်းမှုလေဆာ pulses များကြောင့် ဆီလီကွန်အောက်ခံအရည်ပျော်ခြင်းနှင့် ဖယ်ရှားခြင်း၊ အားကောင်းသောလေဆာစက်ကွင်းမှထုတ်လုပ်သော reactive ions များနှင့် particles များဖြင့် ဆီလီကွန်အောက်ခံကို ထွင်းထုခြင်း၊ နှင့် အောက်ခံဆီလီကွန်၏ ဖယ်ရှားထားသောအပိုင်းကို ပြန်လည်ပုံဆောင်ခဲဖြစ်စေခြင်းတို့ကြောင့်ဖြစ်သည်ဟု ယူဆခဲ့ကြသည်။

ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်ဖွဲ့စည်းပုံများသည် အလိုအလျောက်ဖြစ်ပေါ်လာပြီး မျက်နှာဖုံးမပါဘဲ quasi-regular array တစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ MY Shen နှင့်အဖွဲ့သည် 2 μm အထူရှိသော transmission electron microscope copper mesh ကို ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်တွင် mask အဖြစ်တပ်ဆင်ပြီးနောက် femtosecond laser ဖြင့် SF6 ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် ဆီလီကွန် wafer ကို ထိတွေ့စေခဲ့သည်။ ၎င်းတို့သည် မျက်နှာဖုံးပုံစံနှင့် ကိုက်ညီသော ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အလွန်ပုံမှန်စီစဉ်ထားသော ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်ဖွဲ့စည်းပုံများကို ရရှိခဲ့ကြသည် (ပုံ ၄ ကိုကြည့်ပါ)။ မျက်နှာဖုံး၏ aperture အရွယ်အစားသည် ကွေးညွှတ်ပုံသဏ္ဍာန်ဖွဲ့စည်းပုံများ၏ အစီအစဉ်ကို သိသိသာသာအကျိုးသက်ရောက်စေသည်။ မျက်နှာဖုံး aperture များမှ incident laser ၏ diffraction သည် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ laser စွမ်းအင် ဖြန့်ဖြူးမှု မညီညာခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ပုံမှန်အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ၎င်းသည် နောက်ဆုံးတွင် ဆီလီကွန်မျက်နှာပြင်ဖွဲ့စည်းပုံအစုအဝေးကို ပုံမှန်ဖြစ်လာစေရန် အတင်းအကျပ်ပြုလုပ်သည်။