Studju ġdid fil-ġurnal Diamond and Related Materials jiffoka fuq l-inċiżjoni ta 'djamant polikristallin b'inċiżjoni FeCoB biex jiffurmaw mudelli. Bħala riżultat ta 'dawn l-innovazzjonijiet teknoloġiċi mtejba, l-uċuħ tad-djamanti jistgħu jinkisbu mingħajr ħsara u b'inqas difetti.
Riċerka: Inċiżjoni selettiva spazjali ta 'djamant fl-istat solidu bl-użu ta' FeCoB b'mudell fotolitografiku. Kreditu tal-immaġni: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Permezz tal-proċess ta 'diffużjoni ta' stat solidu, films nanokristallini FeCoB (Fe:Co:B = 60:20:20, proporzjon atomiku) jistgħu jiksbu l-mira tal-kannizzata u l-eliminazzjoni tad-djamanti fil-mikrostruttura.
Id-djamanti għandhom kwalitajiet bijokimiċi u viżwali uniċi, kif ukoll elastiċità u saħħa għolja. Id-durabilità estrema tagħha hija sors importanti ta 'progress fil-magni ta' preċiżjoni ultra (teknoloġija tat-tidwir tad-djamanti) u t-triq għal pressjonijiet estremi fil-medda ta 'mijiet ta' GPa.
L-impermeabilità kimika, id-durabilità viżwali u l-attività bijoloġika jżidu l-possibbiltajiet tad-disinn ta 'sistemi li jużaw dawn il-kwalitajiet funzjonali. Diamond għamel isem għalih innifsu fl-oqsma tal-mekatronika, l-ottika, is-sensuri u l-ġestjoni tad-dejta.
Sabiex tkun possibbli l-applikazzjoni tagħhom, it-twaħħil tad-djamanti u l-mudell tagħhom joħolqu problemi ovvji. L-inċiżjoni tal-jone reattiva (RIE), il-plażma akkoppjata b'mod induttiv (ICP), u l-inċiżjoni indotta minn raġġ ta 'elettroni huma eżempji ta' sistemi ta 'proċess eżistenti li jużaw tekniki ta' inċiżjoni (EBIE).
L-istrutturi tad-djamanti huma maħluqa wkoll bl-użu ta 'tekniki ta' pproċessar tal-lejżer u tar-raġġ tal-joni iffukat (FIB). L-għan ta 'din it-teknika ta' fabbrikazzjoni huwa li taċċellera d-delaminazzjoni kif ukoll li tippermetti skalar fuq żoni kbar fi strutturi ta 'produzzjoni suċċessivi. Dawn il-proċessi jużaw etchants likwidi (plażma, gassijiet, u soluzzjonijiet likwidi), li jillimitaw il-kumplessità ġeometrika li tista 'tinkiseb.
Dan ix-xogħol innovattiv jistudja l-ablazzjoni tal-materjal permezz tal-ġenerazzjoni tal-fwar kimiku u joħloq djamant polikristallin b'FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 fil-mija atomiku) fuq il-wiċċ. L-attenzjoni ewlenija tingħata lill-ħolqien ta 'mudelli TM għal inċiżjoni preċiża ta' strutturi fuq skala ta 'metru fid-djamanti. Id-djamant sottostanti huwa marbut mal-FeCoB nanokristallin permezz ta 'trattament bis-sħana f'700 sa 900 ° C għal 30 sa 90 minuta.
Saff intatt ta 'kampjun tad-djamanti jindika mikrostruttura polikristallina sottostanti. Il-ħruxija (Ra) f'kull partiċella partikolari kienet 3.84 ± 0.47 nm, u l-ħruxija totali tal-wiċċ kienet 9.6 ± 1.2 nm. Il-ħruxija (fi ħdan qamħ ta 'djamant wieħed) tas-saff tal-metall FeCoB impjantat hija 3.39 ± 0.26 nm, u l-għoli tas-saff huwa 100 ± 10 nm.
Wara l-ittemprar fi 800 ° C għal 30 min, il-ħxuna tal-wiċċ tal-metall żdiedet għal 600 ± 100 nm, u l-ħruxija tal-wiċċ (Ra) żdiedet għal 224 ± 22 nm. Matul l-ittemprar, l-atomi tal-karbonju jinfirxu fis-saff FeCoB, li jirriżulta f'żieda fid-daqs.
Tliet kampjuni b'saffi ta 'FeCoB ħxuna ta' 100 nm ġew imsaħħna f'temperaturi ta '700, 800, u 900 ° C, rispettivament. Meta l-firxa tat-temperatura tkun taħt is-700 ° C, ma jkun hemm l-ebda twaħħil sinifikanti bejn djamant u FeCoB, u ftit li xejn jitneħħa materjal wara trattament idrotermali. It-tneħħija tal-materjal hija msaħħa sa temperaturi 'l fuq minn 800 °C.
Meta t-temperatura laħqet 900°C, ir-rata ta 'inċiżjoni żdiedet darbtejn meta mqabbla mat-temperatura ta' 800°C. Madankollu, il-profil tar-reġjun inċiż huwa differenti ħafna minn dak tas-sekwenzi tal-inċiżjoni impjantati (FeCoB).
Skematika li turi viżwalizzazzjoni ta 'inċiżjoni ta' stat solidu biex toħloq mudell: Inċiżjoni ta 'stat solidu spazjalment selettiv ta' djamant bl-użu ta 'FeCoB b'disinn fotolitografiku. Kreditu tal-immaġni: Van Z. u Shankar MR et al., Djamanti u Materjali Relatati.
Kampjuni ta 'FeCoB ħxuna ta' 100 nm fuq djamanti ġew ipproċessati f'800 ° C għal 30, 60, u 90 minuta, rispettivament.
Il-ħruxija (Ra) taż-żona mnaqqxa ġiet iddeterminata bħala funzjoni tal-ħin tar-rispons f'800 ° C. L-ebusija tal-kampjuni wara l-ittemprar għal 30, 60 u 90 minuta kienet 186±28 nm, 203±26 nm u 212±30 nm, rispettivament. B'fond ta 'inċiżjoni ta' 500, 800, jew 100 nm, il-proporzjon (RD) tal-ħruxija taż-żona mnaqqxa mal-fond tal-inċiżjoni huwa 0.372, 0.254, u 0.212, rispettivament.
Il-ħruxija taż-żona nċiżi ma tiżdiedx b'mod sinifikanti biż-żieda fil-fond tal-inċiżjoni. Instab li t-temperatura meħtieġa għar-reazzjoni bejn id-djamant u l-inċiżjoni HM hija aktar minn 700 ° C.
Ir-riżultati tal-istudju juru li FeCoB jista 'effettivament ineħħi d-djamanti b'rata ħafna aktar mgħaġġla minn jew minn Fe jew Co waħdu.
Ħin tal-post: Awissu-31-2023