Usa ka bag-ong pagtuon sa journal nga Diamond ug Related Materials nagpunting sa pag-ukit sa polycrystalline diamante nga adunay FeCoB etchant aron maporma ang mga sumbanan. Ingon usa ka sangputanan sa kini nga gipaayo nga mga inobasyon sa teknolohiya, ang mga ibabaw nga diamante mahimong makuha nga wala’y kadaot ug adunay gamay nga mga depekto.
Pagpanukiduki: Spatial selective etching sa diamante sa solid state gamit ang FeCoB nga adunay photolithographic pattern. Kredito sa hulagway: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Pinaagi sa proseso sa pagsabwag sa solid-state, ang FeCoB nanocrystalline films (Fe:Co:B=60:20:20, atomic ratio) makab-ot ang target sa lattice ug pagwagtang sa mga diamante sa microstructure.
Ang mga diamante adunay talagsaon nga biochemical ug biswal nga mga kalidad, ingon man taas nga elasticity ug kusog. Ang hilabihang kalig-on niini usa ka importante nga tinubdan sa pag-uswag sa ultra precision machining (diamond turning technology) ug ang dalan ngadto sa grabeng pressure sa range sa gatusan ka GPa.
Ang pagkadili-mapugngan sa kemikal, biswal nga kalig-on ug biolohikal nga kalihokan nagdugang sa mga posibilidad sa disenyo sa mga sistema nga naggamit niining mga functional nga mga kalidad. Ang diamante naghimo sa usa ka ngalan alang sa iyang kaugalingon sa natad sa mechatronics, optika, sensor ug pagdumala sa datos.
Aron mahimo ang ilang aplikasyon, ang pagbugkos sa mga diamante ug ang ilang sumbanan naghimo og klaro nga mga problema. Ang reactive ion etching (RIE), inductively coupled plasma (ICP), ug electron beam induced etching maoy mga pananglitan sa kasamtangan nga mga sistema sa proseso nga naggamit ug etching techniques (EBIE).
Ang mga istruktura sa diamante gihimo usab gamit ang mga teknik sa pagproseso sa laser ug naka-focus nga ion beam (FIB). Ang katuyoan sa kini nga teknik sa paghimo mao ang pagpadali sa delamination ingon man ang pagtugot sa pag-scale sa daghang mga lugar sa sunud-sunod nga istruktura sa produksiyon. Kini nga mga proseso naggamit ug mga liquid etchant (plasma, gas, ug liquid solutions), nga naglimite sa geometric complexity nga makab-ot.
Kining groundbreaking nga trabaho nagtuon sa materyal nga ablation pinaagi sa kemikal nga alisngaw nga henerasyon ug nagmugna og polycrystalline nga diamante nga adunay FeCoB (Fe: Co: B, 60:20:20 atomic nga porsyento) sa ibabaw. Ang panguna nga atensyon gihatag sa paghimo sa mga modelo sa TM alang sa tukma nga pag-ukit sa mga istruktura sa metro-scale sa mga diamante. Ang nagpahiping diamante gigapos sa nanocrystalline FeCoB pinaagi sa init nga pagtambal sa 700 hangtod 900 ° C sa 30 hangtod 90 minuto.
Ang usa ka intact layer sa usa ka sample sa diamante nagpaila sa usa ka nagpahiping polycrystalline microstructure. Ang kabangis (Ra) sulod sa matag partikular nga partikulo mao ang 3.84 ± 0.47 nm, ug ang kinatibuk-ang kabangis sa nawong mao ang 9.6 ± 1.2 nm. Ang roughness (sulod sa usa ka diamante nga lugas) sa gitisok nga FeCoB metal layer mao ang 3.39 ± 0.26 nm, ug ang layer gitas-on mao ang 100 ± 10 nm.
Human sa annealing sa 800 ° C alang sa 30 min, ang metal nga gibag-on sa nawong misaka ngadto sa 600 ± 100 nm, ug ang ibabaw roughness (Ra) misaka ngadto sa 224 ± 22 nm. Atol sa pag-annealing, ang mga atomo sa carbon mikaylap ngadto sa layer sa FeCoB, nga miresulta sa pagdugang sa gidak-on.
Tulo ka mga sample nga adunay mga layer sa FeCoB nga 100 nm ang gibag-on gipainit sa temperatura nga 700, 800, ug 900 ° C, matag usa. Kung ang sakup sa temperatura ubos sa 700 ° C, wala’y hinungdanon nga pagbugkos tali sa diamante ug FeCoB, ug gamay ra nga materyal ang makuha pagkahuman sa pagtambal sa hydrothermal. Ang pagtangtang sa materyal gipauswag hangtod sa temperatura nga labaw sa 800 °C.
Sa diha nga ang temperatura miabot sa 900 ° C, ang etching rate misaka sa makaduha kon itandi sa temperatura sa 800 ° C. Bisan pa, ang profile sa etched nga rehiyon lahi kaayo sa gitanom nga etch sequences (FeCoB).
Schematic nga nagpakita sa visualization sa usa ka solid state etchant aron makamugna og pattern: Spatially selective solid state etching sa diamante gamit ang photolithographically patterned FeCoB. Kredito sa hulagway: Van Z. ug Shankar MR et al., Mga diamante ug May Kalambigitan nga mga Materyal.
Ang mga sample sa FeCoB nga 100 nm ang gibag-on sa mga diamante giproseso sa 800 ° C alang sa 30, 60, ug 90 minuto, matag usa.
Ang kabangis (Ra) sa kinulit nga lugar gitino ingon usa ka function sa oras sa pagtubag sa 800 ° C. Ang katig-a sa mga sample human sa annealing alang sa 30, 60 ug 90 minuto mao ang 186 ± 28 nm, 203 ± 26 nm ug 212 ± 30 nm, matag usa. Uban sa giladmon sa etch nga 500, 800, o 100 nm, ang ratio (RD) sa kabangis sa gikulit nga lugar ngadto sa giladmon sa etch mao ang 0.372, 0.254, ug 0.212, matag usa.
Ang kabangis sa etched nga lugar dili modaghan pag-ayo sa nagkadako nga giladmon sa etching. Nakaplagan nga ang temperatura nga gikinahanglan alang sa reaksyon tali sa diamante ug HM etchant kay sobra sa 700°C.
Ang mga resulta sa pagtuon nagpakita nga ang FeCoB epektibo nga makatangtang sa mga diamante sa mas paspas nga rate kaysa Fe o Co lamang.
Oras sa pag-post: Ago-31-2023