ការសិក្សាថ្មីមួយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Diamond and Related Materials ផ្តោតលើការឆ្លាក់ពេជ្រ polycrystalline ជាមួយនឹង FeCoB etchant ដើម្បីបង្កើតជាគំរូ។ ជាលទ្ធផលនៃការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកវិជ្ជាដែលប្រសើរឡើងទាំងនេះ ផ្ទៃពេជ្រអាចទទួលបានដោយគ្មានការខូចខាត និងមានពិការភាពតិចជាងមុន។
ការស្រាវជ្រាវ៖ ការជ្រើសរើសផ្នែកឆ្លាក់នៃពេជ្រក្នុងសភាពរឹងដោយប្រើ FeCoB ជាមួយនឹងលំនាំ photolithographic ។ ឥណទានរូបភាព៖ Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
តាមរយៈដំណើរការសាយភាយនៃសភាពរឹង ខ្សែភាពយន្ត FeCoB nanocrystalline (Fe:Co:B=60:20:20, សមាមាត្រអាតូមិក) អាចសម្រេចបាននូវការកំណត់គោលដៅបន្ទះឈើ និងការលុបបំបាត់ពេជ្រនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ។
ពេជ្រមានជីវគីមី និងគុណភាពមើលឃើញ ក៏ដូចជាភាពបត់បែន និងកម្លាំងខ្ពស់។ ភាពធន់ខ្លាំងរបស់វាគឺជាប្រភពដ៏សំខាន់នៃវឌ្ឍនភាពនៅក្នុងម៉ាស៊ីនដែលមានភាពជាក់លាក់ជ្រុល (បច្ចេកវិទ្យាបង្វិលពេជ្រ) និងផ្លូវទៅកាន់សម្ពាធខ្លាំងក្នុងជួររាប់រយ GPa ។
ភាពមិនជ្រាបនៃសារធាតុគីមី ភាពធន់ដែលមើលឃើញ និងសកម្មភាពជីវសាស្រ្តបង្កើនលទ្ធភាពនៃការរចនានៃប្រព័ន្ធដែលប្រើគុណភាពមុខងារទាំងនេះ។ Diamond បានបង្កើតឈ្មោះសម្រាប់ខ្លួនឯងក្នុងវិស័យមេកាត្រូនិច អុបទិក ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងការគ្រប់គ្រងទិន្នន័យ។
ដើម្បីបើកកម្មវិធីរបស់ពួកគេ ការភ្ជាប់ពេជ្រ និងលំនាំរបស់ពួកគេបង្កើតបញ្ហាជាក់ស្តែង។ ការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុងប្រតិកម្ម (RIE) ប្លាស្មារួមបញ្ចូលគ្នា (ICP) និងការឆ្លាក់ដោយធ្នឹមអេឡិចត្រុងគឺជាឧទាហរណ៍នៃប្រព័ន្ធដំណើរការដែលមានស្រាប់ដែលប្រើបច្ចេកទេសឆ្លាក់ (EBIE) ។
រចនាសម្ព័នពេជ្រក៏ត្រូវបានបង្កើតដោយប្រើឡាស៊ែរ និងបច្ចេកទេសកែច្នៃ ion beam (FIB) ផងដែរ។ គោលបំណងនៃបច្ចេកទេសប្រឌិតនេះគឺដើម្បីពន្លឿន delamination ក៏ដូចជាអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើមាត្រដ្ឋានលើផ្ទៃដីធំនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធផលិតកម្មជាបន្តបន្ទាប់។ ដំណើរការទាំងនេះប្រើ etchants រាវ (ប្លាស្មា ឧស្ម័ន និងដំណោះស្រាយរាវ) ដែលកំណត់ភាពស្មុគស្មាញធរណីមាត្រដែលអាចសម្រេចបាន។
ការងារដ៏អស្ចារ្យនេះសិក្សាការរំលាយសម្ភារៈដោយការបង្កើតចំហាយគីមី និងបង្កើតពេជ្រប៉ូលីគ្រីស្តាល់ជាមួយ FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 ភាគរយអាតូមិក) លើផ្ទៃ។ ការយកចិត្តទុកដាក់ចម្បងគឺត្រូវបានបង់ទៅឱ្យការបង្កើតគំរូ TM សម្រាប់ការឆ្លាក់ច្បាស់លាស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធខ្នាតម៉ែត្រនៅក្នុងពេជ្រ។ គ្រាប់ពេជ្រដែលនៅពីក្រោមត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង FeCoB ណាណូគ្រីស្តាល់ដោយការព្យាបាលកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព 700 ទៅ 900 អង្សាសេរយៈពេល 30 ទៅ 90 នាទី។
ស្រទាប់នៅដដែលនៃគំរូពេជ្របង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូគ្រីស្តាល់ដែលនៅពីក្រោម។ ភាពរដុប (Ra) នៅក្នុងភាគល្អិតជាក់លាក់នីមួយៗគឺ 3.84 ± 0.47 nm ហើយភាពរដុបផ្ទៃសរុបគឺ 9.6 ± 1.2 nm ។ ភាពរដុប (ក្នុងគ្រាប់ពេជ្រមួយគ្រាប់) នៃស្រទាប់លោហៈ FeCoB ដែលត្រូវបានផ្សាំគឺ 3.39 ± 0.26 nm និងកម្ពស់ស្រទាប់គឺ 100 ± 10 nm ។
បន្ទាប់ពីការ annealing នៅ 800 ° C សម្រាប់ 30 នាទី កម្រាស់ផ្ទៃលោហៈបានកើនឡើងដល់ 600 ± 100 nm ហើយភាពរដុបនៃផ្ទៃ (Ra) បានកើនឡើងដល់ 224 ± 22 nm ។ ក្នុងអំឡុងពេល annealing អាតូមកាបូនបានសាយភាយចូលទៅក្នុងស្រទាប់ FeCoB ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃទំហំ។
គំរូបីដែលមានស្រទាប់ FeCoB ក្រាស់ 100 nm ត្រូវបានកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព 700, 800 និង 900 ° C រៀងគ្នា។ នៅពេលដែលជួរសីតុណ្ហភាពទាបជាង 700°C វាមិនមានទំនាក់ទំនងសំខាន់រវាងពេជ្រ និង FeCoB ទេ ហើយសម្ភារៈតិចតួចបំផុតត្រូវបានដកចេញបន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយប្រើអ៊ីដ្រូម៉ាល។ ការដកសម្ភារៈត្រូវបានពង្រឹងរហូតដល់សីតុណ្ហភាពលើសពី 800 ° C ។
នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 900°C អត្រានៃការឆ្កូតកើនឡើងពីរដងបើធៀបនឹងសីតុណ្ហភាព 800°C។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទម្រង់នៃតំបន់ដែលឆ្លាក់ចេញគឺមានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីលំដាប់នៃការផ្សាំភ្ជាប់ (FeCoB)។
គ្រោងការណ៍ដែលបង្ហាញពីការមើលឃើញនៃ etchant រដ្ឋរឹង ដើម្បីបង្កើតលំនាំមួយ: ការជ្រើសរើសផ្នែកនៃរដ្ឋរឹង etching នៃពេជ្រដោយប្រើ photolithographically patterned FeCoB ។ ឥណទានរូបភាព៖ Van Z. និង Shankar MR et al., ពេជ្រ និងសម្ភារៈពាក់ព័ន្ធ។
គំរូ FeCoB ដែលមានកម្រាស់ 100 nm នៅលើពេជ្រត្រូវបានដំណើរការនៅ 800 ° C សម្រាប់ 30, 60 និង 90 នាទីរៀងគ្នា។
ភាពរដុប (Ra) នៃផ្ទៃឆ្លាក់ត្រូវបានកំណត់ជាមុខងារនៃពេលវេលាឆ្លើយតបនៅ 800°C។ ភាពរឹងនៃសំណាកបន្ទាប់ពី annealing សម្រាប់ 30, 60 និង 90 នាទីគឺ 186 ± 28 nm, 203 ± 26 nm និង 212 ± 30 nm រៀងគ្នា។ ជាមួយនឹងជម្រៅ etch នៃ 500, 800 ឬ 100 nm សមាមាត្រ (RD) នៃភាពរដុបនៃផ្ទៃឆ្លាក់ទៅជម្រៅ etch គឺ 0.372, 0.254 និង 0.212 រៀងគ្នា។
ភាពរដុបនៃផ្ទៃដែលឆ្លាក់មិនកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃជម្រៅនៃការឆ្លាក់។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថាសីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការសម្រាប់ប្រតិកម្មរវាងពេជ្រ និង HM etchant គឺលើសពី 700°C។
លទ្ធផលនៃការសិក្សាបង្ហាញថា FeCoB អាចកម្ចាត់ពេជ្រយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងអត្រាលឿនជាង Fe ឬ Co តែឯង។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី៣១ ខែសីហា ឆ្នាំ២០២៣