ಡೈಮಂಡ್ ಅಂಡ್ ರಿಲೇಟೆಡ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನವು ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಫೆಕೋಬ್ ಎಟ್ಚಾಂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಡೈಮಂಡ್‌ನ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸುಧಾರಿತ ತಾಂತ್ರಿಕ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ವಜ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಹಾನಿಯಾಗದಂತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದೋಷಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಡೆಯಬಹುದು.
ಸಂಶೋಧನೆ: ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಾಫಿಕ್ ಮಾದರಿಯೊಂದಿಗೆ FeCoB ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಜ್ರದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಆಯ್ದ ಎಚ್ಚಣೆ. ಚಿತ್ರ ಕ್ರೆಡಿಟ್: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ, FeCoB ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು (Fe:Co:B=60:20:20, ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತ) ಮೈಕ್ರೋಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ನಲ್ಲಿ ವಜ್ರಗಳ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಗುರಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮೂಲನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.
ವಜ್ರಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ದೃಶ್ಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಜೊತೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇದರ ತೀವ್ರ ಬಾಳಿಕೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ ಪ್ರಿಸಿಶನ್ ಮ್ಯಾಚಿಂಗ್ (ವಜ್ರ ತಿರುಗಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ) ಮತ್ತು ನೂರಾರು GPa ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ತೀವ್ರ ಒತ್ತಡದ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯ ಪ್ರಮುಖ ಮೂಲವಾಗಿದೆ.
ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಗ್ರಾಹ್ಯತೆ, ದೃಷ್ಟಿ ಬಾಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಈ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಡೈಮಂಡ್ ಮೆಕಾಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್, ಸೆನ್ಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ತನ್ನದೇ ಆದ ಹೆಸರನ್ನು ಮಾಡಿದೆ.
ಅವುಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು, ವಜ್ರಗಳ ಬಂಧ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಮಾದರಿಯು ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆ (RIE), ಇಂಡಕ್ಟಿವ್ಲಿ ಕಪಲ್ಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ (ICP), ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಪ್ರೇರಿತ ಎಚ್ಚಣೆ ಎಚ್ಚಣೆ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು (EBIE) ಬಳಸುವ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ.
ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ಫೋಕಸ್ಡ್ ಐಯಾನ್ ಬೀಮ್ (FIB) ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಜ್ರದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಸಹ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ತಂತ್ರದ ಗುರಿಯು ಡಿಲಾಮಿನೇಶನ್ ಅನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸತತ ಉತ್ಪಾದನಾ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಕೇಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ದ್ರವ ಎಚಾಂಟ್‌ಗಳನ್ನು (ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ, ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರವ ಪರಿಹಾರಗಳು) ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಅದ್ಭುತ ಕೆಲಸವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದ ವಸ್ತು ಕ್ಷಯಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 ಪರಮಾಣು ಶೇಕಡಾ) ನೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ವಜ್ರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ವಜ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಮೀಟರ್-ಪ್ರಮಾಣದ ರಚನೆಗಳ ನಿಖರವಾದ ಎಚ್ಚಣೆಗಾಗಿ TM ಮಾದರಿಗಳ ರಚನೆಗೆ ಮುಖ್ಯ ಗಮನವನ್ನು ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. 30 ರಿಂದ 90 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ 700 ರಿಂದ 900 ° C ನಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯಿಂದ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ವಜ್ರವನ್ನು ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ FeCoB ಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವಜ್ರದ ಮಾದರಿಯ ಅಖಂಡ ಪದರವು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಣದೊಳಗಿನ ಒರಟುತನ (Ra) 3.84 ± 0.47 nm, ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ 9.6 ± 1.2 nm ಆಗಿತ್ತು. ಅಳವಡಿಸಲಾದ FeCoB ಲೋಹದ ಪದರದ ಒರಟುತನ (ಒಂದು ವಜ್ರದ ಧಾನ್ಯದೊಳಗೆ) 3.39 ± 0.26 nm ಮತ್ತು ಪದರದ ಎತ್ತರವು 100 ± 10 nm ಆಗಿದೆ.
30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ 800 ° C ನಲ್ಲಿ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈ ದಪ್ಪವು 600 ± 100 nm ಗೆ ಏರಿತು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ (Ra) 224 ± 22 nm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು. ಅನೆಲಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು FeCoB ಪದರಕ್ಕೆ ಹರಡುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳವಾಗುತ್ತದೆ.
FeCoB ಪದರಗಳು 100 nm ದಪ್ಪವಿರುವ ಮೂರು ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 700, 800 ಮತ್ತು 900 ° C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು 700 ° C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವಾಗ, ವಜ್ರ ಮತ್ತು FeCoB ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಮಹತ್ವದ ಬಂಧವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. 800 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದವರೆಗೆ ವಸ್ತು ತೆಗೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ವರ್ಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ತಾಪಮಾನವು 900 ° C ತಲುಪಿದಾಗ, 800 ° C ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಎಚ್ಚಣೆ ದರವು ಎರಡು ಬಾರಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಪ್ರೊಫೈಲ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟೆಡ್ ಎಟ್ಚ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸ್‌ಗಳಿಂದ (FeCoB) ತುಂಬಾ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ.
ಒಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಎಚಾನ್‌ನ ದೃಶ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್: ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಾಫಿಕವಾಗಿ ಮಾದರಿಯ FeCoB ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಜ್ರದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕವಾಗಿ ಆಯ್ದ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಎಚ್ಚಣೆ. ಚಿತ್ರ ಕ್ರೆಡಿಟ್: ವ್ಯಾನ್ Z. ಮತ್ತು ಶಂಕರ್ MR ಮತ್ತು ಇತರರು, ಡೈಮಂಡ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ವಸ್ತುಗಳು.
ವಜ್ರಗಳ ಮೇಲೆ 100 nm ದಪ್ಪವಿರುವ FeCoB ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 30, 60 ಮತ್ತು 90 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ 800 ° C ನಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಕೆತ್ತಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಒರಟುತನವನ್ನು (ರಾ) 800 ° C ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯದ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 30, 60 ಮತ್ತು 90 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಮಾದರಿಗಳ ಗಡಸುತನವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 186±28 nm, 203±26 nm ಮತ್ತು 212±30 nm ಆಗಿದೆ. 500, 800, ಅಥವಾ 100 nm ನ ಎಚ್ಚಣೆ ಆಳದೊಂದಿಗೆ, ಕೆತ್ತಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಒರಟುತನದ ಅನುಪಾತವು (RD) ಎಚ್ಚಣೆ ಆಳಕ್ಕೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ 0.372, 0.254 ಮತ್ತು 0.212 ಆಗಿದೆ.
ಎಚ್ಚಣೆಯ ಆಳವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರೊಂದಿಗೆ ಕೆತ್ತಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಒರಟುತನವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ವಜ್ರ ಮತ್ತು HM ಎಟ್ಯಾಂಟ್ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ತಾಪಮಾನವು 700 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.
ಅಧ್ಯಯನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು FeCoB ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಜ್ರಗಳನ್ನು Fe ಅಥವಾ Co ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ವೇಗದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಆಗಸ್ಟ್-31-2023