Diamond and Related Materials ဂျာနယ်တွင် လေ့လာမှုအသစ်တစ်ခုသည် ပုံစံများဖန်တီးရန်အတွက် FeCoB etchant ဖြင့် polycrystalline စိန်ကို ထွင်းထုခြင်းအပေါ် အလေးပေးဖော်ပြထားသည်။ တိုးတက်လာသော နည်းပညာဆိုင်ရာ တီထွင်ဆန်းသစ်မှုများကြောင့် စိန်မျက်နှာပြင်များကို ထိခိုက်မှုမရှိဘဲ အပြစ်အနာအဆာနည်းပါးစွာဖြင့် ရရှိနိုင်သည်။
သုတေသန- Photolithographic ပုံစံဖြင့် FeCoB ကို အသုံးပြု၍ စိန်၏ အစိတ်အပိုင်းအလိုက် ခြစ်ထုတ်ခြင်း ဓာတ်ပုံခရက်ဒစ်- Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Solid-state diffusion လုပ်ငန်းစဉ်အားဖြင့်၊ FeCoB nanocrystalline films (Fe:Co:B=60:20:20၊ atomic ratio) သည် ရာဇမတ်ကွက်များကို ပစ်မှတ်ထားပြီး အသေးစားဖွဲ့စည်းပုံအတွင်းရှိ စိန်များကို ဖယ်ရှားပေးနိုင်ပါသည်။
စိန်များတွင် ထူးခြားသော ဇီဝဓာတုနှင့် အမြင်အာရုံ အရည်အသွေးများအပြင် ဆန့်နိုင်အားနှင့် ခိုင်ခံ့မှု မြင့်မားသည်။ ၎င်း၏ လွန်ကဲသောကြာရှည်ခံမှုသည် အလွန်တိကျသောစက်ဖြင့်ပြုလုပ်ခြင်း (စိန်ပြောင်းခြင်းနည်းပညာ) နှင့် GPa ရာနှင့်ချီရှိသော အကွာအဝေးရှိ ပြင်းထန်သောဖိအားများဆီသို့ လမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ အရေးကြီးသောရင်းမြစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။
ဓာတုမစိမ့်ဝင်နိုင်မှု၊ အမြင်အာရုံခံနိုင်ရည်နှင့် ဇီဝဗေဒလုပ်ဆောင်မှုတို့သည် ဤလုပ်ငန်းဆောင်တာ အရည်အသွေးများကို အသုံးပြုသည့် စနစ်များ၏ ဒီဇိုင်းဖြစ်နိုင်ခြေကို တိုးစေသည်။ Diamond သည် mechatronics၊ optics၊ sensors နှင့် data management နယ်ပယ်များတွင် သူ့ဘာသာသူ နာမည်တစ်ခုရခဲ့သည်။
၎င်းတို့၏ အပလီကေးရှင်းကို ဖွင့်ရန်အတွက်၊ စိန်များနှင့် ၎င်းတို့၏ပုံစံကို ချိတ်ဆက်ခြင်းသည် သိသာထင်ရှားသော ပြဿနာများကို ဖန်တီးပေးသည်။ ဓာတ်ပြုအိုင်းယွန်း etching (RIE)၊ inductively coupled plasma (ICP) နှင့် electron beam induced etching တို့သည် etching techniques (EBIE) ကိုအသုံးပြုသည့် ရှိပြီးသား လုပ်ငန်းစဉ်စနစ်များ၏ ဥပမာများဖြစ်သည်။
စိန်ဖွဲ့စည်းပုံများကို လေဆာနှင့် focused ion beam (FIB) processing techniques များကို အသုံးပြု၍ ဖန်တီးထားပါသည်။ ဤထုတ်လုပ်ရေးနည်းပညာ၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ အရေခွံခွာခြင်းကို အရှိန်မြှင့်ရန်နှင့် ထုတ်လုပ်မှုတည်ဆောက်ပုံများ အဆက်ဆက်တွင် ကြီးမားသော ဧရိယာများကို ချဲ့ထွင်ရန်ဖြစ်သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်များသည် ရရှိနိုင်သော ဂျီဩမေတြီဆိုင်ရာ ရှုပ်ထွေးမှုကို ကန့်သတ်ထားသည့် အရည် etchants (ပလာစမာ၊ ဓာတ်ငွေ့များနှင့် အရည်များ) ကို အသုံးပြုသည်။
ဤထူးခြားသောအလုပ်သည် ဓာတုအခိုးအငွေ့ထုတ်လုပ်ခြင်းဖြင့် ပစ္စည်းများကို ခွဲထုတ်ခြင်းအား လေ့လာပြီး မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 atomic ရာခိုင်နှုန်း) ဖြင့် polycrystalline စိန်ကို ဖန်တီးသည်။ စိန်များတွင် မီတာစကေးပုံသဏ္ဍာန်များကို အတိအကျ ထွင်းထုရန်အတွက် TM မော်ဒယ်များကို ဖန်တီးရာတွင် အဓိကအာရုံစိုက်ပါသည်။ အရင်းခံစိန်ကို 700 မှ 900°C တွင် အပူချိန် 700 မှ 900°C ဖြင့် nanocrystalline FeCoB နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။
စိန်နမူနာတစ်ခု၏ နဂိုအတိုင်း အလွှာတစ်ခုသည် အောက်ခြေ polycrystalline microstructure ကို ညွှန်ပြသည်။ အမှုန်တစ်ခုစီရှိ ကြမ်းတမ်းမှု (Ra) သည် 3.84 ± 0.47 nm ဖြစ်ပြီး စုစုပေါင်း မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုသည် 9.6 ± 1.2 nm ဖြစ်သည်။ စိုက်ထားသော FeCoB သတ္တုအလွှာ၏ (စိန်စေ့တစ်ခုအတွင်း) ကြမ်းတမ်းမှုသည် 3.39 ± 0.26 nm ဖြစ်ပြီး အလွှာ၏ အမြင့်မှာ 100 ± 10 nm ဖြစ်သည်။
800°C တွင် မိနစ် 30 ကြာ မွှေပြီးနောက်၊ သတ္တုမျက်နှာပြင်အထူသည် 600 ± 100 nm သို့တိုးလာပြီး မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှု (Ra) သည် 224 ± 22 nm သို့တိုးလာသည်။ မွှေနေစဉ်အတွင်း ကာဗွန်အက်တမ်များသည် FeCoB အလွှာသို့ ပျံ့နှံ့သွားပြီး အရွယ်အစား တိုးလာစေသည်။
100 nm အထူရှိသော FeCoB အလွှာပါရှိသော နမူနာသုံးခုကို အပူချိန် 700၊ 800 နှင့် 900°C အသီးသီးတွင် အပူပေးခဲ့သည်။ အပူချိန် အကွာအဝေး 700°C အောက်တွင် ရှိနေသောအခါ၊ စိန်နှင့် FeCoB အကြား သိသာထင်ရှားသော ဆက်နွယ်မှု မရှိသည့်အပြင် ဟိုက်ဒရိုအပူဖြင့် ကုသပြီးနောက် ပစ္စည်းအနည်းငယ်သာ ဖယ်ရှားသည်။ ပစ္စည်းဖယ်ရှားခြင်းကို အပူချိန် 800 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထက်အထိ တိုးမြှင့်ထားသည်။
အပူချိန် 900 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်သို့ရောက်ရှိသောအခါ 800 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ် အပူချိန်ထက် နှစ်ဆတိုးလာသည်။ သို့ရာတွင်၊ ထွင်းထုထားသောနေရာ၏ပရိုဖိုင်သည် စိုက်ထားသော etched sequences (FeCoB) နှင့် အလွန်ကွာခြားပါသည်။
ပုံသဏ္ဍာန်ဖန်တီးရန်အတွက် အစိုင်အခဲပြည်နယ်ထွင်းထုကို ပုံဖော်ချက်ပြသသည့် ဇယား- ပုံသဏ္ဍာန်ပုံသဏ္ဍာန်ပုံစံ FeCoB ကို အသုံးပြု၍ နေရာဒေသအလိုက် ရွေးချယ်ထားသော စိန်တုံးများကို ထုလုပ်ခြင်း ပုံခရက်ဒစ်- Van Z. နှင့် Shankar MR et al.၊ စိန်များနှင့် ဆက်စပ်ပစ္စည်းများ။
FeCoB စိန်များပေါ်ရှိ 100 nm အထူနမူနာများကို 800°C တွင် မိနစ် 30၊ 60 နှင့် 90 မိနစ် အသီးသီး လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
ထွင်းထုဧရိယာ၏ ကြမ်းတမ်းမှု (Ra) ကို 800°C တွင် တုံ့ပြန်ချိန်၏ လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုအဖြစ် သတ်မှတ်ခဲ့သည်။ 30၊ 60 နှင့် 90 မိနစ်ကြာ မွှေပြီးနောက် နမူနာများ၏ မာကျောမှုသည် 186±28 nm, 203±26 nm နှင့် 212±30 nm အသီးသီးရှိသည်။ ထွင်းထုအတိမ်အနက် 500၊ 800 သို့မဟုတ် 100 nm ဖြင့်၊ ထွင်းထုဧရိယာ၏ ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် ထွင်းထုအနက်၏ အချိုး (RD) သည် 0.372၊ 0.254 နှင့် 0.212 အသီးသီးဖြစ်သည်။
ထွင်းထုထားသော ဧရိယာ၏ ကြမ်းတမ်းမှုသည် ထွင်းထုအတိမ်အနက် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ သိသိသာသာ တိုးမလာပါ။ စိန်နှင့် HM etchant အကြား တုံ့ပြန်မှုအတွက် လိုအပ်သော အပူချိန်သည် 700°C ထက် ပိုသည်ကို တွေ့ရှိရပါသည်။
လေ့လာမှု၏ရလဒ်များက FeCoB သည် Fe သို့မဟုတ် Co တစ်ခုတည်းထက် ပိုမိုမြန်ဆန်သောနှုန်းဖြင့် စိန်များကို ထိရောက်စွာဖယ်ရှားနိုင်ကြောင်းပြသထားသည်။
စာတိုက်အချိန်- သြဂုတ်-၃၁-၂၀၂၃