ন্যানোসাইজড কিউ/নি ডাবল লেয়ারে সিও গ্যাস সেন্সরগুলির উন্নত মাইক্রোস্ট্রাকচার, রূপবিদ্যা এবং বৈশিষ্ট্য

এই সমীক্ষায়, আমরা আরএফ স্পুটারিং এবং আরএফ-পিইসিভিডি দ্বারা সহ-জমাদানের সময় মাইক্রোকার্বন উত্সগুলিতে সংশ্লেষিত Cu/Ni ন্যানো পার্টিকেলগুলির পাশাপাশি Cu/Ni ন্যানো পার্টিকেলস ব্যবহার করে CO গ্যাস সনাক্তকরণের জন্য স্থানীয় পৃষ্ঠের প্লাজমন অনুরণন তদন্ত করেছি। কণার রূপবিদ্যা। চিত্র প্রক্রিয়াকরণ এবং ফ্র্যাক্টাল/মাল্টিফ্র্যাক্টাল বিশ্লেষণ কৌশল ব্যবহার করে 3D পারমাণবিক বল মাইক্রোগ্রাফ বিশ্লেষণ করে সারফেস রূপবিদ্যা অধ্যয়ন করা হয়েছিল। পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণ MountainsMap® প্রিমিয়াম সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে ভেরিয়েন্সের দ্বি-মুখী বিশ্লেষণ (ANOVA) এবং ন্যূনতম উল্লেখযোগ্য পার্থক্য পরীক্ষা সহ সম্পাদিত হয়েছিল। সারফেস ন্যানোস্ট্রাকচারগুলির স্থানীয় এবং বিশ্বব্যাপী নির্দিষ্ট বিতরণ রয়েছে। পরীক্ষামূলক এবং সিমুলেটেড রাদারফোর্ড ব্যাকস্ক্যাটারিং স্পেকট্রা ন্যানো পার্টিকেলগুলির গুণমান নিশ্চিত করেছে। সদ্য প্রস্তুত নমুনাগুলিকে তারপরে একটি কার্বন ডাই অক্সাইড চিমনির সংস্পর্শে আনা হয়েছিল এবং একটি গ্যাস সেন্সর হিসাবে তাদের ব্যবহার স্থানীয় পৃষ্ঠের প্লাজমন অনুরণনের পদ্ধতি ব্যবহার করে তদন্ত করা হয়েছিল। তামার স্তরের উপরে একটি নিকেল স্তর যুক্ত করা রূপবিদ্যা এবং গ্যাস সনাক্তকরণ উভয় ক্ষেত্রেই আকর্ষণীয় ফলাফল দেখিয়েছে। রাদারফোর্ড ব্যাকস্ক্যাটারিং স্পেকট্রোস্কোপি এবং স্পেকট্রোস্কোপিক বিশ্লেষণের সাথে পাতলা ফিল্ম পৃষ্ঠের টপোগ্রাফির উন্নত স্টেরিও বিশ্লেষণের সমন্বয় এই ক্ষেত্রে অনন্য।
গত কয়েক দশক ধরে দ্রুত বায়ু দূষণ, বিশেষ করে দ্রুত শিল্পায়নের কারণে, গবেষকদের গ্যাস সনাক্তকরণের গুরুত্ব সম্পর্কে আরও জানতে প্ররোচিত করেছে। ধাতব ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে (NPs) গ্যাস সেন্সরগুলির জন্য প্রতিশ্রুতিশীল উপকরণ হিসাবে দেখানো হয়েছে 1,2,3,4 এমনকি স্থানীয় পৃষ্ঠের প্লাজমন রেজোন্যান্স (LSPR), যা একটি পদার্থ যা শক্তিশালী এবং দৃঢ়ভাবে সীমিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকগুলির সাথে অনুরণিত হয়। ক্ষেত্র ৫,৬,৭,৮। একটি সস্তা, কম-বিষাক্ত, এবং বহুমুখী রূপান্তর ধাতু হিসাবে, তামাকে বিজ্ঞানী এবং শিল্প, বিশেষ করে সেন্সর প্রস্তুতকারকদের দ্বারা একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে বিবেচনা করা হয়। অন্যদিকে, নিকেল ট্রানজিশন ধাতু অনুঘটক অন্যান্য অনুঘটক 10 এর চেয়ে ভাল কাজ করে। ন্যানোস্কেলে Cu/Ni-এর সুপরিচিত প্রয়োগ এগুলিকে আরও গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে, বিশেষ করে কারণ তাদের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি ফিউশন 11,12 এর পরে পরিবর্তিত হয় না।
যদিও ধাতব ন্যানো পার্টিকেল এবং অস্তরক মাধ্যমের সাথে তাদের ইন্টারফেসগুলি স্থানীয় পৃষ্ঠের প্লাজমন অনুরণনে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনগুলি প্রদর্শন করে, তারা এইভাবে গ্যাস সনাক্তকরণের জন্য বিল্ডিং ব্লক হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছে13। যখন শোষণ বর্ণালী পরিবর্তিত হয়, এর অর্থ হল অনুরণিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং/অথবা শোষণের সর্বোচ্চ তীব্রতা এবং/অথবা FWHM এর তিনটি কারণ 1, 2, 3, 4 দ্বারা পরিবর্তিত হতে পারে। ন্যানোস্ট্রাকচারযুক্ত পৃষ্ঠগুলিতে, যা সরাসরি কণার আকারের সাথে সম্পর্কিত, স্থানীয় পৃষ্ঠতল ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে প্লাজমন অনুরণন, পাতলা ফিল্মের পরিবর্তে, সনাক্তকরণের জন্য একটি কার্যকর কারণ আণবিক শোষণ14, যেমন রুইজ এট আল দ্বারা নির্দেশিত। সূক্ষ্ম কণা এবং সনাক্তকরণ দক্ষতার মধ্যে সম্পর্ক দেখিয়েছে15।
CO গ্যাসের অপটিক্যাল সনাক্তকরণের বিষয়ে, কিছু যৌগিক পদার্থ যেমন AuCo3O416, Au-CuO17 এবং Au-YSZ18 সাহিত্যে রিপোর্ট করা হয়েছে। কম্পোজিটের পৃষ্ঠে রাসায়নিকভাবে শোষিত গ্যাসের অণুগুলি সনাক্ত করতে আমরা সোনাকে ধাতব অক্সাইডের সাথে একত্রিত একটি মহৎ ধাতু হিসাবে ভাবতে পারি, তবে সেন্সরগুলির প্রধান সমস্যা হল ঘরের তাপমাত্রায় তাদের প্রতিক্রিয়া, যা তাদের অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে।
গত কয়েক দশক ধরে, পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) উচ্চ ন্যানোস্কেল রেজোলিউশন 19,20,21,22-এ ত্রি-মাত্রিক পৃষ্ঠের মাইক্রোমরফোলজিকে চিহ্নিত করার জন্য একটি উন্নত কৌশল হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এছাড়াও, স্টেরিও, ফ্র্যাক্টাল/মাল্টিফ্র্যাক্টাল অ্যানালাইসিস23,24,25,26, পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটি (PSD)27 এবং Minkowski28 ফাংশনাল হল পাতলা ফিল্মের সারফেস টপোগ্রাফি বৈশিষ্ট্যের জন্য অত্যাধুনিক টুল।
এই গবেষণায়, স্থানীয় সারফেস প্লাজমন রেজোন্যান্স (LSPR) শোষণের উপর ভিত্তি করে, এসিটিলিন (C2H2) Cu/Ni NP ট্রেসগুলি CO গ্যাস সেন্সর হিসাবে ব্যবহারের জন্য ঘরের তাপমাত্রায় জমা করা হয়েছিল। রাদারফোর্ড ব্যাকস্ক্যাটার স্পেকট্রোস্কোপি (RBS) AFM চিত্রগুলি থেকে রচনা এবং রূপবিদ্যা বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং 3D টপোগ্রাফিক মানচিত্রগুলি MountainsMap® প্রিমিয়াম সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে পৃষ্ঠের আইসোট্রপি এবং পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচারের সমস্ত অতিরিক্ত মাইক্রোমরফোলজিক্যাল প্যারামিটারগুলি অধ্যয়ন করার জন্য প্রক্রিয়া করা হয়েছিল। অন্যদিকে, নতুন বৈজ্ঞানিক ফলাফলগুলি প্রদর্শিত হয় যা শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে এবং রাসায়নিক গ্যাস সনাক্তকরণ (CO) এর জন্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রচুর আগ্রহ রয়েছে। সাহিত্য প্রথমবারের জন্য এই ন্যানো পার্টিকেলের সংশ্লেষণ, বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের প্রতিবেদন করে।
Cu/Ni ন্যানো পার্টিকেলসের একটি পাতলা ফিল্ম 13.56 MHz পাওয়ার সাপ্লাই সহ RF স্পুটারিং এবং RF-PECVD সহ-অবদান দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল। পদ্ধতিটি বিভিন্ন উপকরণ এবং আকারের দুটি ইলেক্ট্রোড সহ একটি চুল্লির উপর ভিত্তি করে। ছোটটি একটি শক্তিশালী ইলেক্ট্রোড হিসাবে ধাতু, এবং বড়টি একে অপরের থেকে 5 সেমি দূরত্বে একটি স্টেইনলেস স্টিলের চেম্বারের মাধ্যমে গ্রাউন্ড করা হয়। চেম্বারে SiO 2 সাবস্ট্রেট এবং Cu টার্গেট রাখুন, তারপর ঘরের তাপমাত্রায় বেস প্রেসার হিসাবে চেম্বারটিকে 103 N/m 2 এ খালি করুন, চেম্বারে অ্যাসিটিলিন গ্যাস প্রবর্তন করুন এবং তারপরে পরিবেষ্টিত চাপে চাপ দিন। এই ধাপে অ্যাসিটিলিন গ্যাস ব্যবহার করার দুটি প্রধান কারণ রয়েছে: প্রথমত, এটি প্লাজমা উৎপাদনের জন্য ক্যারিয়ার গ্যাস হিসেবে কাজ করে এবং দ্বিতীয়ত, কার্বনের ট্রেস পরিমাণে ন্যানো পার্টিকেল তৈরির জন্য। ডিপোজিশন প্রক্রিয়াটি যথাক্রমে 3.5 N/m2 এবং 80 W এর প্রাথমিক গ্যাস চাপ এবং RF শক্তিতে 30 মিনিটের জন্য পরিচালিত হয়েছিল। তারপর ভ্যাকুয়াম ভেঙ্গে নিতে লক্ষ্য পরিবর্তন করুন। জমা করার প্রক্রিয়াটি যথাক্রমে 2.5 N/m2 এবং 150 W এর প্রাথমিক গ্যাস চাপ এবং RF শক্তিতে পুনরাবৃত্তি হয়েছিল। অবশেষে, একটি অ্যাসিটিলিন বায়ুমণ্ডলে জমা হওয়া তামা এবং নিকেল ন্যানো কণাগুলি তামা/নিকেল ন্যানোস্ট্রাকচার গঠন করে। নমুনা প্রস্তুতি এবং শনাক্তকারীর জন্য সারণী 1 দেখুন।
10-20 μm/মিনিট স্ক্যানিং গতিতে নন-কন্টাক্ট মোডে একটি ন্যানোমিটার মাল্টিমোড পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ (ডিজিটাল ইন্সট্রুমেন্টস, সান্তা বারবারা, CA) ব্যবহার করে একটি 1 μm × 1 μm বর্গক্ষেত্র স্ক্যান এলাকায় সদ্য প্রস্তুত নমুনার 3D চিত্রগুলি রেকর্ড করা হয়েছিল। . সঙ্গে। MountainsMap® প্রিমিয়াম সফ্টওয়্যারটি 3D AFM টপোগ্রাফিক মানচিত্র প্রক্রিয়া করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ISO 25178-2:2012 29,30,31 অনুসারে, বেশ কিছু রূপতাত্ত্বিক পরামিতি নথিভুক্ত এবং আলোচনা করা হয়েছে, উচ্চতা, মূল, আয়তন, চরিত্র, ফাংশন, স্থান এবং সংমিশ্রণ সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে।
উচ্চ-শক্তি রাদারফোর্ড ব্যাকস্ক্যাটারিং স্পেকট্রোস্কোপি (RBS) ব্যবহার করে MeV-এর ক্রম অনুসারে সদ্য প্রস্তুত নমুনার বেধ এবং গঠন অনুমান করা হয়েছিল। গ্যাস অনুসন্ধানের ক্ষেত্রে, 350 থেকে 850 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে একটি UV-Vis স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করে LSPR স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করা হয়েছিল, যখন একটি প্রতিনিধি নমুনা 5.2 সেমি ব্যাস এবং 13.8 সেমি উচ্চতা সহ একটি বদ্ধ স্টেইনলেস স্টিলের কুভেটে ছিল। 99.9% CO গ্যাস প্রবাহ হারের বিশুদ্ধতায় (Arian Gas Co. IRSQ মান অনুযায়ী, 1.6 থেকে 16 l/h 180 সেকেন্ড এবং 600 সেকেন্ডের জন্য)। এই পদক্ষেপটি ঘরের তাপমাত্রা, পরিবেষ্টিত আর্দ্রতা 19% এবং ফিউম হুড এ বাহিত হয়েছিল।
রাদারফোর্ড ব্যাকস্ক্যাটারিং স্পেকট্রোস্কোপি একটি আয়ন স্ক্যাটারিং কৌশল হিসাবে পাতলা ছায়াছবির গঠন বিশ্লেষণ করতে ব্যবহার করা হবে। এই অনন্য পদ্ধতিটি রেফারেন্স স্ট্যান্ডার্ড ব্যবহার না করেই পরিমাণ নির্ধারণের অনুমতি দেয়। RBS বিশ্লেষণ উচ্চ শক্তি পরিমাপ করে (He2+ আয়ন, অর্থাৎ আলফা কণা) নমুনায় MeV-এর ক্রমানুসারে এবং He2+ আয়নগুলি একটি প্রদত্ত কোণে পিছনে ছড়িয়ে পড়ে। SIMNRA কোডটি সরলরেখা এবং বক্ররেখার মডেলিং করার জন্য উপযোগী, এবং পরীক্ষামূলক RBS বর্ণালীর সাথে এর সঙ্গতি প্রস্তুত নমুনার গুণমান দেখায়। Cu/Ni NP নমুনার RBS বর্ণালী চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে, যেখানে লাল রেখা হল পরীক্ষামূলক RBS স্পেকট্রাম, এবং নীল রেখা হল SIMNRA প্রোগ্রামের অনুকরণ, দেখা যায় যে দুটি বর্ণালী রেখা ভাল অবস্থায় আছে। চুক্তি নমুনার উপাদানগুলি সনাক্ত করতে 1985 keV শক্তি সহ একটি ঘটনা মরীচি ব্যবহার করা হয়েছিল। উপরের স্তরটির পুরুত্ব প্রায় 40 1E15Atom/cm2 যাতে রয়েছে 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C এবং 0.02% Fe। স্পটারিং এর সময় নি টার্গেটের অমেধ্যের সাথে Fe যুক্ত। অন্তর্নিহিত Cu এবং Ni-এর শিখরগুলি যথাক্রমে 1500 keV-এ দৃশ্যমান, এবং C এবং O2-এর শিখরগুলি যথাক্রমে 426 keV এবং 582 keV-এ দৃশ্যমান। Na, Si, এবং Fe ধাপগুলি হল যথাক্রমে 870 keV, 983 keV, 1340 keV এবং 1823 keV।
Cu এবং Cu/Ni NP ফিল্ম পৃষ্ঠের স্কোয়ার 3D টপোগ্রাফিক AFM চিত্রগুলি ডুমুরে দেখানো হয়েছে। 2. উপরন্তু, প্রতিটি চিত্রে উপস্থাপিত 2D টপোগ্রাফি দেখায় যে ফিল্মের পৃষ্ঠে পর্যবেক্ষণ করা NPগুলি গোলাকার আকারে একত্রিত হয়, এবং এই রূপবিদ্যা গডসেলাহি এবং আরমান্ড32 এবং আরমান্ড এট আল.33 দ্বারা বর্ণিত অনুরূপ। যাইহোক, আমাদের কিউ এনপিগুলি একত্রিত ছিল না, এবং শুধুমাত্র কিউ সম্বলিত নমুনাটি রুক্ষগুলির চেয়ে সূক্ষ্ম শিখর সহ একটি উল্লেখযোগ্যভাবে মসৃণ পৃষ্ঠ দেখায় (চিত্র 2a)। বিপরীতে, CuNi15 এবং CuNi20 নমুনার খোলা শিখরগুলির একটি সুস্পষ্ট গোলাকার আকৃতি এবং উচ্চতর তীব্রতা রয়েছে, যেমনটি চিত্র 2a এবং b-তে উচ্চতার অনুপাত দ্বারা দেখানো হয়েছে। ফিল্ম আকারবিদ্যার আপাত পরিবর্তন ইঙ্গিত করে যে পৃষ্ঠের বিভিন্ন টপোগ্রাফিক স্থানিক কাঠামো রয়েছে, যা নিকেল জমার সময় দ্বারা প্রভাবিত হয়।
Cu (a), CuNi15 (b), এবং CuNi20 (c) পাতলা ছায়াছবির AFM ছবি। উপযুক্ত 2D মানচিত্র, উচ্চতা বিতরণ এবং অ্যাবট ফায়ারস্টোন কার্ভ প্রতিটি ছবিতে এমবেড করা আছে।
ন্যানো পার্টিকেলগুলির গড় শস্যের আকার অনুমান করা হয়েছিল ব্যাস বিতরণ হিস্টোগ্রাম থেকে 100টি ন্যানো পার্টিকেল পরিমাপ করে একটি গাউসিয়ান ফিট ব্যবহার করে যা চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে Cu এবং CuNi15-এর একই গড় শস্যের আকার রয়েছে (27.7 এবং 28.8 nm), যখন CuNi20-এ ছোট শস্য রয়েছে (23.2 nm), যা গডসেলাহি এট আল দ্বারা রিপোর্ট করা মানের কাছাকাছি। 34 (প্রায় 24 এনএম)। বাইমেটালিক সিস্টেমে, স্থানীয় পৃষ্ঠের প্লাজমন অনুরণনের শিখরগুলি শস্যের আকারের পরিবর্তনের সাথে স্থানান্তরিত হতে পারে35। এই বিষয়ে, আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে দীর্ঘ Ni জমার সময় আমাদের সিস্টেমের Cu/Ni পাতলা ফিল্মগুলির পৃষ্ঠের প্লাজমোনিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।
(a) Cu, (b) CuNi15, এবং (c) AFM টপোগ্রাফি থেকে প্রাপ্ত CuNi20 পাতলা ছায়াছবির কণা আকারের বিতরণ।
পাতলা ফিল্মে টপোগ্রাফিক স্ট্রাকচারের স্থানিক কনফিগারেশনেও বাল্ক রূপবিদ্যা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সারণি 2 এএফএম মানচিত্রের সাথে যুক্ত উচ্চতা-ভিত্তিক টপোগ্রাফিক পরামিতিগুলিকে তালিকাভুক্ত করে, যা গড় রুক্ষতা (সা), তির্যকতা (এসএসকে) এবং কার্টোসিস (স্কু) এর সময়ের মান দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে। সা মান হল যথাক্রমে 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) এবং 5.34 nm (CuNi20), যা নিশ্চিত করে যে Ni জমার সময় বৃদ্ধির সাথে চলচ্চিত্রগুলি আরও রুক্ষ হয়ে ওঠে। এই মানগুলি পূর্বে Arman et al.33 (1–4 nm), Godselahi et al.34 (1–1.05 nm) এবং Zelu et al.36 (1.91–6.32 nm) দ্বারা রিপোর্ট করা তুলনীয়, যেখানে একই রকম Cu/Ni NP-এর ফিল্ম জমা করার জন্য এই পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে স্পুটারিং করা হয়েছিল। যাইহোক, ঘোষ এট আল.37 ইলেক্ট্রোডিপোজিশনের মাধ্যমে Cu/Ni মাল্টিলেয়ার জমা করেছেন এবং উচ্চতর রুক্ষতার মান রিপোর্ট করেছেন, দৃশ্যত 13.8 থেকে 36 nm এর মধ্যে। এটি লক্ষ করা উচিত যে বিভিন্ন জমা পদ্ধতি দ্বারা পৃষ্ঠ গঠনের গতিবিদ্যার পার্থক্য বিভিন্ন স্থানিক নিদর্শন সহ পৃষ্ঠতলের গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে। তবুও, এটি দেখা যায় যে RF-PECVD পদ্ধতিটি 6.32 এনএম-এর বেশি রুক্ষতা সহ Cu/Ni NP-এর ফিল্ম পাওয়ার জন্য কার্যকর।
উচ্চতা প্রোফাইলের জন্য, উচ্চ-ক্রমের পরিসংখ্যানগত মুহূর্তগুলি Ssk এবং Sku যথাক্রমে উচ্চতা বন্টনের অসমতা এবং স্বাভাবিকতার সাথে সম্পর্কিত। সমস্ত Ssk মান ইতিবাচক (Ssk > 0), একটি দীর্ঘ ডান টেল 38 নির্দেশ করে, যা ইনসেট 2-এ উচ্চতা বন্টন প্লট দ্বারা নিশ্চিত করা যেতে পারে। উপরন্তু, সমস্ত উচ্চতা প্রোফাইল একটি তীক্ষ্ণ শিখর 39 (Sku > 3) দ্বারা প্রভাবিত ছিল। , প্রদর্শন করে যে বক্ররেখা উচ্চতা বন্টন গাউসিয়ান বেল বক্ররেখার চেয়ে কম সমতল। উচ্চতা বন্টন প্লটের লাল রেখাটি হল অ্যাবট-ফায়ারস্টোন 40 বক্ররেখা, ডেটার স্বাভাবিক বন্টন মূল্যায়নের জন্য একটি উপযুক্ত পরিসংখ্যান পদ্ধতি। এই লাইনটি উচ্চতা হিস্টোগ্রামের ক্রমবর্ধমান সমষ্টি থেকে প্রাপ্ত করা হয়েছে, যেখানে সর্বোচ্চ শিখর এবং গভীরতম ট্রফ তাদের সর্বনিম্ন (0%) এবং সর্বাধিক (100%) মানগুলির সাথে সম্পর্কিত। এই অ্যাবট-ফায়ারস্টোন বক্ররেখাগুলির y-অক্ষের উপর একটি মসৃণ S-আকৃতি রয়েছে এবং সব ক্ষেত্রেই সবচেয়ে রুক্ষ এবং সবচেয়ে তীব্র শিখর থেকে শুরু করে আচ্ছাদিত এলাকা অতিক্রম করা উপাদানের শতাংশে একটি প্রগতিশীল বৃদ্ধি দেখায়। এটি পৃষ্ঠের স্থানিক গঠন নিশ্চিত করে, যা প্রধানত নিকেল জমার সময় দ্বারা প্রভাবিত হয়।
সারণি 3 এএফএম ইমেজ থেকে প্রাপ্ত প্রতিটি পৃষ্ঠের সাথে যুক্ত নির্দিষ্ট ISO মরফোলজি পরামিতি তালিকাভুক্ত করে। এটা সুপরিচিত যে ক্ষেত্রফল থেকে উপাদান অনুপাত (Smr) এবং উপাদান অনুপাত (Smc) থেকে কাউন্টার এলাকা হল পৃষ্ঠের কার্যকরী পরামিতি29। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের ফলাফলগুলি দেখায় যে ভূপৃষ্ঠের মধ্যম সমতলের উপরের অঞ্চলটি সমস্ত ফিল্মে সম্পূর্ণরূপে শীর্ষে রয়েছে (Smr = 100%)। যাইহোক, Smr-এর মানগুলি ভূখণ্ডের ভারবহন এলাকার সহগ-এর বিভিন্ন উচ্চতা থেকে প্রাপ্ত করা হয়, যেহেতু Smc প্যারামিটারটি পরিচিত। Smc-এর আচরণ Cu → CuNi20 থেকে রুক্ষতা বৃদ্ধির দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়, যেখানে এটি দেখা যায় যে CuNi20-এর জন্য প্রাপ্ত সর্বোচ্চ রুক্ষতার মান Smc ~ 13 nm দেয়, যখন Cu-এর মান প্রায় 8 nm।
ব্লেন্ডিং প্যারামিটার RMS গ্রেডিয়েন্ট (Sdq) এবং ডেভেলপড ইন্টারফেস এরিয়া রেশিও (Sdr) হল টেক্সচার সমতলতা এবং জটিলতার সাথে সম্পর্কিত পরামিতি। Cu → CuNi20 থেকে, Sdq মান 7 থেকে 21 পর্যন্ত, যা নির্দেশ করে যে ফিল্মগুলিতে টপোগ্রাফিক অনিয়ম বৃদ্ধি পায় যখন Ni স্তরটি 20 মিনিটের জন্য জমা হয়। এটি লক্ষ করা উচিত যে CuNi20 এর পৃষ্ঠটি Cu এর মতো সমতল নয়। উপরন্তু, এটি পাওয়া গেছে যে Sdr প্যারামিটারের মান, পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচারের জটিলতার সাথে যুক্ত, Cu → CuNi20 থেকে বৃদ্ধি পায়। Kamble et al.42-এর একটি সমীক্ষা অনুসারে, Sdr বৃদ্ধির সাথে সাথে পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচারের জটিলতা বৃদ্ধি পায়, যা নির্দেশ করে যে CuNi20 (Sdr = 945%) Cu ফিল্মগুলির (Sdr = 229%) তুলনায় আরও জটিল পৃষ্ঠের মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে। . প্রকৃতপক্ষে, টেক্সচারের মাইক্রোস্কোপিক জটিলতার পরিবর্তন রুক্ষ শিখরগুলির বিতরণ এবং আকৃতিতে একটি মূল ভূমিকা পালন করে, যা শিখর ঘনত্ব (Spd) এবং গাণিতিক গড় পিক বক্রতা (Spc) এর বৈশিষ্ট্যগত পরামিতিগুলি থেকে লক্ষ্য করা যায়। এই বিষয়ে, Cu → CuNi20 থেকে Spd বৃদ্ধি পায়, এটি নির্দেশ করে যে চূড়াগুলি নি স্তরের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে আরও ঘনভাবে সংগঠিত। এছাড়াও, Cu→CuNi20 থেকে Spcও বৃদ্ধি পায়, যা নির্দেশ করে যে Cu নমুনার পৃষ্ঠের চূড়ার আকৃতি আরও গোলাকার (Spc = 612), যেখানে CuNi20 তীক্ষ্ণ (Spc = 925)।
প্রতিটি ফিল্মের রুক্ষ প্রোফাইল পৃষ্ঠের শিখর, মূল এবং খাদের অঞ্চলে স্বতন্ত্র স্থানিক নিদর্শনও দেখায়। কোরের উচ্চতা (Sk), ক্রমহ্রাসমান শিখর (Spk) (কোরের উপরে), এবং ট্রফ (Svk) (কোরের নীচে) 31,43 হল ভূপৃষ্ঠের সমতলে লম্বভাবে পরিমাপ করা পরামিতি30 এবং Cu → CuNi20 থেকে বৃদ্ধির কারণে পৃষ্ঠের রুক্ষতা উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি . একইভাবে, পিক ম্যাটেরিয়াল (Vmp), কোর ম্যাটেরিয়াল (Vmc), ট্রফ ভ্যায়েড (Vvv), এবং কোর ভ্যায়েড ভলিউম (Vvc)31 একই প্রবণতা দেখায় কারণ সমস্ত মান Cu → CuNi20 থেকে বৃদ্ধি পায়। এই আচরণটি ইঙ্গিত করে যে CuNi20 পৃষ্ঠটি অন্যান্য নমুনার তুলনায় বেশি তরল ধারণ করতে পারে, যা ইতিবাচক, এটি পরামর্শ দেয় যে এই পৃষ্ঠটি স্মিয়ার করা সহজ। অতএব, এটি লক্ষ করা উচিত যে CuNi15 → CuNi20 থেকে নিকেল স্তরের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে টপোগ্রাফিক প্রোফাইলের পরিবর্তনগুলি উচ্চ-ক্রমের মরফোলজিক্যাল প্যারামিটারের পরিবর্তনের থেকে পিছিয়ে যায়, যা পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচার এবং চলচ্চিত্রের স্থানিক প্যাটার্নকে প্রভাবিত করে।
বাণিজ্যিক MountainsMap45 সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে একটি AFM টপোগ্রাফিক মানচিত্র তৈরি করে ফিল্ম পৃষ্ঠের মাইক্রোস্কোপিক টেক্সচারের একটি গুণগত মূল্যায়ন প্রাপ্ত হয়েছিল। রেন্ডারিং চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে, যা পৃষ্ঠের সাপেক্ষে একটি প্রতিনিধি খাঁজ এবং একটি মেরু প্লট দেখায়। সারণি 4 স্লট এবং স্থান বিকল্প তালিকা. খাঁজগুলির চিত্রগুলি দেখায় যে নমুনাটি খাঁজগুলির একটি উচ্চারিত একজাতীয়তার সাথে চ্যানেলগুলির একটি অনুরূপ সিস্টেম দ্বারা প্রভাবিত। যাইহোক, সর্বাধিক খাঁজ গভীরতা (MDF) এবং গড় খাঁজ গভীরতা (MDEF) উভয়ের পরামিতি Cu থেকে CuNi20 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, যা CuNi20 এর লুব্রিসিটি সম্ভাব্যতা সম্পর্কে পূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলি নিশ্চিত করে। এটা উল্লেখ করা উচিত যে Cu (Fig. 4a) এবং CuNi15 (Fig. 4b) নমুনাগুলিতে কার্যত একই রঙের স্কেল রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে 15-এর জন্য নি ফিল্ম জমা হওয়ার পরে Cu ফিল্ম পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচারে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয়নি। মিনিট বিপরীতে, CuNi20 নমুনা (চিত্র 4c) বিভিন্ন রঙের স্কেল সহ বলিরেখা প্রদর্শন করে, যা এর উচ্চতর MDF এবং MDEF মানের সাথে সম্পর্কিত।
Cu (a), CuNi15 (b), এবং CuNi20 (c) ফিল্মের মাইক্রোটেক্সচারের খাঁজ এবং পৃষ্ঠের আইসোট্রপি।
ডুমুরে পোলার ডায়াগ্রাম। 4 এছাড়াও দেখায় যে পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচার ভিন্ন। এটি উল্লেখযোগ্য যে একটি Ni স্তরের জমা স্থানিক প্যাটার্নকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করে। নমুনাগুলির গণনাকৃত মাইক্রোটেক্সচারাল আইসোট্রপি ছিল 48% (Cu), 80% (CuNi15), এবং 81% (CuNi20)। এটি দেখা যায় যে Ni স্তরের জমা একটি আরও আইসোট্রপিক মাইক্রোটেক্সচার গঠনে অবদান রাখে, যখন একক স্তর কিউ ফিল্মে আরও অ্যানিসোট্রপিক পৃষ্ঠের মাইক্রোটেক্সচার রয়েছে। উপরন্তু, CuNi15 এবং CuNi20-এর প্রভাবশালী স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সিগুলি Cu নমুনার তুলনায় তাদের বৃহৎ স্বয়ংক্রিয় সম্পর্ক দৈর্ঘ্য (সাল)44 এর কারণে কম। এটি এই নমুনা (Std = 2.5° এবং Std = 3.5°) দ্বারা প্রদর্শিত অনুরূপ শস্যের অভিযোজনের সাথেও মিলিত হয়েছে, যখন Cu নমুনার জন্য একটি খুব বড় মান রেকর্ড করা হয়েছিল (Std = 121°)। এই ফলাফলগুলির উপর ভিত্তি করে, সমস্ত ফিল্ম বিভিন্ন রূপবিদ্যা, টপোগ্রাফিক প্রোফাইল এবং রুক্ষতার কারণে দীর্ঘ-পরিসরের স্থানিক বৈচিত্র্য প্রদর্শন করে। সুতরাং, এই ফলাফলগুলি দেখায় যে Ni স্তর জমার সময় CuNi দ্বিধাতুর স্পুটারযুক্ত পৃষ্ঠগুলির গঠনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
ঘরের তাপমাত্রায় এবং বিভিন্ন CO গ্যাস প্রবাহে বায়ুতে Cu/Ni NPs-এর LSPR আচরণ অধ্যয়ন করতে, UV-Vis শোষণ বর্ণালী 350-800 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যেমন CuNi15 এবং CuNi20-এর জন্য চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে। বিভিন্ন CO গ্যাস প্রবাহের ঘনত্ব প্রবর্তনের মাধ্যমে, কার্যকর LSPR CuNi15 শিখরটি আরও বিস্তৃত হবে, শোষণ আরও শক্তিশালী হবে এবং শিখরটি বায়ুপ্রবাহে 597.5 nm থেকে 16 L/h 606.0 nm, উচ্চতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যে স্থানান্তরিত হবে (লাল শিফট)। 180 সেকেন্ডের জন্য CO প্রবাহ, 606.5 nm, CO প্রবাহ 16 l/h 600 সেকেন্ডের জন্য। অন্যদিকে, CuNi20 একটি ভিন্ন আচরণ প্রদর্শন করে, তাই CO গ্যাস প্রবাহ বৃদ্ধির ফলে LSPR পিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অবস্থান (ব্লুশিফ্ট) বায়ু প্রবাহে 600.0 nm থেকে 16 l/h CO প্রবাহে 180 সেকেন্ডের জন্য 589.5 nm কমে যায়। . 589.1 nm এ 600 সেকেন্ডের জন্য 16 l/h CO প্রবাহ। CuNi15 এর মতো, আমরা CuNi20 এর জন্য একটি বিস্তৃত শিখর এবং বর্ধিত শোষণের তীব্রতা দেখতে পাচ্ছি। এটি অনুমান করা যেতে পারে যে Cu-এ Ni স্তরের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে CuNi15 এর পরিবর্তে CuNi20 ন্যানো পার্টিকেলের আকার এবং সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, Cu এবং Ni কণা একে অপরের কাছে আসে, ইলেকট্রনিক দোলনের প্রশস্ততা বৃদ্ধি পায়। , এবং, ফলস্বরূপ, ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি পায়। যার অর্থ: তরঙ্গদৈর্ঘ্য হ্রাস পায়, একটি নীল স্থানান্তর ঘটে।