Nova studo en la revuo Diamond and Related Materials temigas la akvaforton de polikristala diamanto kun FeCoB akvaforto por formi ŝablonojn. Kiel rezulto de ĉi tiuj plibonigitaj teknologiaj novigoj, diamantaj surfacoj povas esti akiritaj sen difekto kaj kun malpli da difektoj.
Esplorado: Spaca selektema akvaforto de diamanto en la solida stato uzante FeCoB kun fotolitografia padrono. Bildkredito: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Per la solidsubstanca disvastigprocezo, FeCoB nanokristalaj filmoj (Fe:Co:B=60:20:20, atomproporcio) povas atingi kradceladon kaj eliminon de diamantoj en la mikrostrukturo.
Diamantoj havas unikajn biokemiajn kaj vidajn kvalitojn, same kiel altan elastecon kaj forton. Ĝia ekstrema fortikeco estas grava fonto de progreso en ultraprecizeca maŝinado (diamanta turna teknologio) kaj la vojo al ekstremaj premoj en la gamo de centoj da GPa.
Kemia impermeabileco, vida fortikeco kaj biologia agado pliigas la projektajn eblecojn de sistemoj, kiuj uzas ĉi tiujn funkciajn kvalitojn. Diamanto faris nomon por si mem en la kampoj de mekatroniko, optiko, sensiloj kaj datuma administrado.
Por ebligi ilian aplikon, ligado de diamantoj kaj ilia ŝablono kreas evidentajn problemojn. Reaktiva jona akvaforto (RIE), indukte kunligita plasmo (ICP), kaj elektronradio induktita akvaforto estas ekzemploj de ekzistantaj procezsistemoj kiuj uzas akvafortteknikojn (EBIE).
Diamantaj strukturoj ankaŭ estas kreitaj uzante laseron kaj fokusitan ionradion (FIB) pretigteknikojn. La celo de ĉi tiu fabrikada tekniko estas akceli delaminadon kaj ankaŭ permesi grimpi super grandaj areoj en sinsekvaj produktadstrukturoj. Tiuj procezoj uzas likvajn akvafortojn (plasmo, gasoj, kaj likvaj solvaĵoj), kiu limigas la geometrian kompleksecon atingeblan.
Ĉi tiu pionira laboro studas materialan ablacion per kemia vaporgenerado kaj kreas polikristalan diamanton kun FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 atomprocento) sur la surfaco. La ĉefa atento estas pagita al la kreado de TM-modeloj por preciza akvaforto de metroskalaj strukturoj en diamantoj. La subesta diamanto estas ligita al la nanokristalino FeCoB per varmotraktado je 700 ĝis 900 °C dum 30 ĝis 90 minutoj.
Nerompita tavolo de diamantprovaĵo indikas subesta polikristalina mikrostrukturo. La malglateco (Ra) ene de ĉiu aparta partiklo estis 3.84 ± 0.47 nm, kaj la totala surfaca malglateco estis 9.6 ± 1.2 nm. La krudeco (ene de unu diamanta grajno) de la enplantita FeCoB metaltavolo estas 3.39 ± 0.26 nm, kaj la tavolalto estas 100 ± 10 nm.
Post kalciado je 800 °C dum 30 min, la metala surfaca dikeco pliiĝis al 600 ± 100 nm, kaj la surfaca malglateco (Ra) pliiĝis al 224 ± 22 nm. Dum kalciado, karbonatomoj difuziĝas en la FeCoB-tavolon, rezultigante pliiĝon en grandeco.
Tri specimenoj kun FeCoB tavoloj 100 nm dikaj estis varmigitaj ĉe temperaturoj de 700, 800, kaj 900 °C, respektive. Kiam la temperaturo estas sub 700 °C, ne estas grava ligo inter diamanto kaj FeCoB, kaj tre malmulte da materialo estas forigita post hidrotermika traktado. Materiala forigo estas plifortigita ĝis temperaturoj super 800 °C.
Kiam la temperaturo atingis 900 °C, la akvaforta indico pliiĝis dufoje kompare kun la temperaturo de 800 °C. Tamen, la profilo de la gravurita regiono estas tre diferenca de tiu de la enplantitaj akvafortsekvencoj (FeCoB).
Skema montranta bildigon de solidsubstanca akvaforto por krei padronon: Spacie selektema solidsubstanca akvaforto de diamanto uzanta fotolitografie strukturizitan FeCoB. Bildkredito: Van Z. kaj Shankar MR et al., Diamantoj kaj Rilataj Materialoj.
FeCoB-provaĵoj 100 nm dikaj sur diamantoj estis prilaboritaj je 800 °C dum 30, 60 kaj 90 minutoj respektive.
La krudeco (Ra) de la gravurita areo estis determinita kiel funkcio de la responda tempo je 800 °C. La malmoleco de la specimenoj post recocido dum 30, 60 kaj 90 minutoj estis 186±28 nm, 203±26 nm kaj 212±30 nm, respektive. Kun akvafortoprofundo de 500, 800, aŭ 100 nm, la rilatumo (RD) de la krudeco de la gravurita areo al la akvafortprofundo estas 0.372, 0.254, kaj 0.212, respektive.
La krudeco de la gravurita areo ne pliiĝas signife kun kreskanta akvafortprofundo. Estis trovite ke la temperaturo postulata por la reago inter diamanto kaj HM akvafortaĵo estas pli ol 700 °C.
La rezultoj de la studo montras, ke FeCoB povas efike forigi diamantojn kun multe pli rapida rapideco ol aŭ Fe aŭ Co sole.
Afiŝtempo: Aŭg-31-2023