Díríonn staidéar nua san iris Diamond and Related Materials ar eitseáil diamanta ilchriostalach le heitseach FeCoB chun patrúin a fhoirmiú. Mar thoradh ar na nuálaíochtaí teicneolaíochta feabhsaithe seo, is féidir dromchlaí diamanta a fháil gan damáiste agus le níos lú lochtanna.
Taighde: Diamant a eitseáil roghnaíoch spásúil sa staid sholadach ag baint úsáide as FeCoB le patrún fótaileagrafach. Creidmheas íomhá: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Tríd an bpróiseas idirleathadh soladach-staid, is féidir le scannáin nanocrystalline FeCoB (Fe: Co:B = 60:20:20, cóimheas adamhach) spriocdhíriú laitíse agus díothú diamaint a bhaint amach sa mhicreastruchtúr.
Tá cáilíochtaí bithcheimiceacha agus amhairc uathúla ag diamaint, chomh maith le leaisteachas ard agus neart. Is foinse thábhachtach dul chun cinn é a mharthanacht mhór i meaisínithe ultra-bheachtais (teicneolaíocht casadh Diamond) agus an cosán go dtí brúnna foircneacha i raon na gcéadta GPa.
Méadaíonn neamh-thréscaoilteacht cheimiceach, marthanacht amhairc agus gníomhaíocht bhitheolaíoch féidearthachtaí dearaidh na gcóras a úsáideann na tréithe feidhmiúla seo. Tá ainm déanta ag Diamond dó féin i réimsí na meicitreonaic, na snáthoptaice, na braiteoirí agus na bainistíochta sonraí.
D'fhonn a gcur i bhfeidhm a chumasú, cruthaíonn nascadh diamaint agus a bpatrún fadhbanna soiléire. Is samplaí iad eitseáil ian imoibríoch (RIE), plasma cúpláilte ionduchtach (ICP), agus eitseáil ionduchtaithe le léas leictreoin de chórais phróisis atá ann cheana a úsáideann teicnící eitseála (EBIE).
Cruthaítear struchtúir diamanta freisin ag baint úsáide as teicnící próiseála léasair agus léas ian fócasaithe (FIB). Is é aidhm na teicníochta monaraithe seo dí-lamadh a luathú chomh maith le scálú a cheadú thar limistéir mhóra i struchtúir táirgthe leantacha. Úsáideann na próisis seo eitseálacha leachtacha (plasma, gáis, agus tuaslagáin leachtacha), rud a chuireann teorainn leis an gcastacht gheoiméadrach is féidir a bhaint amach.
Déanann an saothar ceannródaíoch seo staidéar ar eisláithreacht ábhair trí ghiniúint cheimiceach gaile agus cruthaítear diamant ilchriostalach le FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 faoin gcéad adamhach) ar an dromchla. Tugtar an aird is mó ar chruthú samhlacha TM le haghaidh eitseáil beacht de struchtúir méadar-scála i diamaint. Nasctar an diamant bunáite leis an FeCoB nanocrystalline trí chóireáil teasa ag 700 go 900°C ar feadh 30 go 90 nóiméad.
Léiríonn ciseal slán de shampla diamant micreastruchtúr ilchriostalach faoi bhun. Ba é an roughness (Ra) laistigh de gach cáithnín ar leith ná 3.84 ± 0.47 nm, agus ba é garbh an dromchla iomlán 9.6 ± 1.2 nm. Is é 3.39 ± 0.26 nm an roughness (laistigh de ghrán diamanta amháin) den chiseal miotail FeCoB ionchlannaithe, agus is é 100 ± 10 nm an airde ciseal.
Tar éis annealing ag 800 ° C ar feadh 30 nóiméad, mhéadaigh tiús an dromchla miotail go 600 ± 100 nm, agus tháinig méadú ar gharbh an dromchla (Ra) go 224 ± 22 nm. Le linn anáil, scaipeann adaimh charbóin isteach sa chiseal FeCoB, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar mhéid.
Téadh trí shampla le sraitheanna FeCoB 100 nm tiubh ag teocht 700, 800, agus 900 ° C, faoi seach. Nuair a bhíonn an raon teochta faoi bhun 700 ° C, níl aon nascadh suntasach idir Diamond agus FeCoB, agus is beag ábhar a bhaintear tar éis cóireála hidrothermal. Déantar baint ábhair a fheabhsú suas go dtí teochtaí os cionn 800 °C.
Nuair a shroich an teocht 900 ° C, mhéadaigh an ráta eitseála faoi dhó i gcomparáid leis an teocht 800 ° C. Mar sin féin, tá próifíl an réigiúin eitse an-difriúil ó phróifíl na sraitheanna eitse ionchlannaithe (FeCoB).
Scéimreach a thaispeánann léirshamhlú ar eitseáil sholadstaide chun patrún a chruthú: Eitseáil diamanta soladstaide roghnaitheach go spásúil ag baint úsáide as FeCoB de phatrún fótaliteagrafaíochta. Creidmheas íomhá: Van Z. agus Shankar MR et al., Diamaint agus Ábhair Ghaolmhara.
Próiseáladh samplaí FeCoB 100 nm tiubh ar diamaint ag 800 ° C ar feadh 30, 60, agus 90 nóiméad, faoi seach.
Cinneadh garbh (Ra) an limistéir greanta mar fheidhm den am freagartha ag 800°C. Ba é cruas na samplaí tar éis annealing ar feadh 30, 60 agus 90 nóiméad ná 186 ± 28 nm, 203 ± 26 nm agus 212 ± 30 nm, faoi seach. Le doimhneacht etch de 500, 800, nó 100 nm, is é 0.372, 0.254, agus 0.212, faoi seach an cóimheas (RD) de gharbh an limistéir greanta go dtí an doimhneacht etch.
Ní thagann méadú suntasach ar gharbh an limistéir eitseáilte le méadú ar dhoimhneacht eitseála. Fuarthas amach go bhfuil an teocht a theastaíonn don imoibriú idir diamant agus eitsint HM os cionn 700°C.
Léiríonn torthaí an staidéir gur féidir le FeCoB diamaint a bhaint go héifeachtach ag ráta i bhfad níos tapúla ná Fe nó Co amháin.
Am postála: Lúnasa-31-2023