Un novu studiu in a rivista Diamond and Related Materials si concentra nantu à l'incisione di diamanti policristallini cù FeCoB incisione per furmà mudelli. In u risultatu di sti innovazioni tecnulugiche migliurate, superfici di diamanti ponu esse ottenute senza danni è cù menu difetti.
Ricerca: Incisione selettiva spaziale di diamante in u statu solidu cù FeCoB cù un mudellu fotolitograficu. Creditu di l'imaghjini: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Per mezu di u prucessu di diffusione di u solidu, i filmi nanocristallini FeCoB (Fe: Co: B = 60: 20: 20, rapportu atomicu) ponu ghjunghje à u lattice targeting è l'eliminazione di diamanti in a microstruttura.
I diamanti anu una qualità biochimica è visuale uniche, è ancu una alta elasticità è forza. A so durabilità estrema hè una fonte impurtante di prugressu in u machining ultra precisione (tecnulugia di tornitura di diamante) è a strada di pressioni estreme in a gamma di centinaie di GPa.
L'impermeabilità chimica, a durabilità visuale è l'attività biologica aumentanu e pussibulità di cuncepimentu di i sistemi chì utilizanu sti qualità funziunali. Diamond hà fattu un nome per ellu stessu in i campi di meccatronica, ottica, sensori è gestione di dati.
Per attivà a so applicazione, u ligame di diamanti è u so mudellu creanu prublemi evidenti. L'incisione ionica reattiva (RIE), u plasma accoppiatu induttivamente (ICP) è l'incisione indotta da fasci di elettroni sò esempi di sistemi di prucessu esistenti chì utilizanu tecniche di incisione (EBIE).
Strutture di diamanti sò ancu creati aduprendu tecnichi di trasfurmazioni laser è fasciu di ioni focalizati (FIB). L'obiettivu di sta tecnica di fabricazione hè di accelerà a delaminazione è di permette a scala di grandi spazii in strutture di produzzione successive. Sti prucessi usanu etchants liquidi (plasma, gasi, è suluzioni liquidi), chì limitanu a cumplessità geomètrica ottenibile.
Stu travagliu rivoluzionariu studia l'ablazione di materiale da a generazione di vapore chimicu è crea un diamante policristalinu cù FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 per centu atomicu) nantu à a superficia. L'attenzione principale hè pagata à a creazione di mudelli TM per l'incisione precisa di strutture metru-scala in diamanti. U diamante sottostante hè ligatu à u FeCoB nanocristallino per trattamentu termale à 700 à 900 ° C per 30 à 90 minuti.
Una strata intacta di una mostra di diamante indica una microstruttura policristallina sottostante. A rugosità (Ra) in ogni particella particulare era 3.84 ± 0.47 nm, è a rugosità di a superficia tutale era 9.6 ± 1.2 nm. A rugosità (in un granu di diamante) di a strata metallica FeCoB implantata hè 3.39 ± 0.26 nm, è l'altezza di a capa hè 100 ± 10 nm.
Dopu à l'annealing à 800 ° C per 30 min, u gruixu di a superficia metallica aumentava à 600 ± 100 nm, è a rugosità di a superficia (Ra) aumentava à 224 ± 22 nm. Durante l'annealing, l'atomi di carbonu si sparghjenu in a capa di FeCoB, risultatu in un aumentu di grandezza.
Trè campioni cù strati FeCoB di 100 nm di spessore sò stati riscaldati à temperature di 700, 800 è 900 ° C, rispettivamente. Quandu u intervallu di temperatura hè sottu à 700 ° C, ùn ci hè micca un ligame significativu trà u diamante è u FeCoB, è pocu materiale hè eliminatu dopu u trattamentu idrotermalu. L'eliminazione di materiale hè rinfurzata finu à a temperatura sopra à 800 ° C.
Quandu a temperatura hà righjuntu 900 ° C, u tassu di gravure hà aumentatu duie volte cumparatu cù a temperatura di 800 ° C. Tuttavia, u prufilu di a regione incisa hè assai sfarente da quellu di e sequenze di gravure implantate (FeCoB).
Schema chì mostra a visualizazione di un incisione à u statu solidu per creà un mudellu: Incisione à u statu solidu spaziale selettiva di diamante utilizendu FeCoB modelatu fotolitograficamente. Creditu di l'imaghjini: Van Z. è Shankar MR et al., Diamonds and Related Materials.
I campioni di FeCoB 100 nm di spessore nantu à i diamanti sò stati trattati à 800 ° C per 30, 60 è 90 minuti, rispettivamente.
A rugosità (Ra) di l'area incisa hè stata determinata in funzione di u tempu di risposta à 800 ° C. A durezza di i campioni dopu l'annealing per 30, 60 è 90 minuti era 186±28 nm, 203±26 nm è 212±30 nm, rispettivamente. Cù una prufundità di incisione di 500, 800 o 100 nm, u rapportu (RD) di a rugosità di l'area incisa à a prufundità di incisione hè 0,372, 0,254 è 0,212, rispettivamente.
A rugosità di a zona incisa ùn aumenta micca significativamente cù a prufundità di incisione crescente. Hè statu truvatu chì a temperatura necessaria per a reazzione trà u diamante è l'incisione HM hè più di 700 ° C.
I risultati di u studiu dimustranu chì FeCoB pò eliminà efficacemente i diamanti à un ritmu assai più veloce cà Fe o Co solu.
Tempu di post: 31-aug-2023