Diamond and Related Materials සඟරාවේ නව අධ්‍යයනයක් මගින් රටා සැකසීම සඳහා බහු ස්ඵටිකරූපී දියමන්ති FeCoB etchant සමඟ කැටයම් කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. මෙම වැඩිදියුණු කරන ලද තාක්ෂණික නවෝත්පාදනවල ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, දියමන්ති මතුපිට හානිවලින් තොරව සහ අඩු දෝෂ සහිතව ලබා ගත හැකිය.
පර්යේෂණ: ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆික් රටාවක් සහිත FeCoB භාවිතයෙන් ඝන තත්වයේ දියමන්ති අවකාශීය වරණාත්මක කැටයම් කිරීම. පින්තුර ණය: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
ඝන-තත්ත්ව විසරණ ක්‍රියාවලිය හරහා, FeCoB නැනෝ ස්ඵටිකරූපී පටල (Fe:Co:B=60:20:20, පරමාණුක අනුපාතය) ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයේ දියමන්ති දැලිස් ඉලක්ක කිරීම සහ ඉවත් කිරීම ලබා ගත හැක.
දියමන්ති අද්විතීය ජෛව රසායනික සහ දෘශ්ය ගුණාංග මෙන්ම ඉහළ ප්රත්යාස්ථතාව සහ ශක්තිය ඇත. එහි අතිශය කල්පැවැත්ම අතිශය නිරවද්‍ය යන්ත්‍රෝපකරණ (දියමන්ති හැරවුම් තාක්ෂණය) සහ GPa සිය ගණනක පරාසයක ආන්තික පීඩන සඳහා මාර්ගයෙහි ප්‍රගතියේ වැදගත් මූලාශ්‍රයකි.
රසායනික අපගමනය, දෘශ්ය කල්පැවැත්ම සහ ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාකාරකම් මෙම ක්‍රියාකාරී ගුණාංග භාවිතා කරන පද්ධතිවල සැලසුම් හැකියාවන් වැඩි කරයි. Diamond mechatronics, optics, sensors සහ data management යන ක්ෂේත්‍රවල නමක් දිනා ඇත.
ඔවුන්ගේ යෙදුම සක්රිය කිරීම සඳහා, දියමන්ති බන්ධනය සහ ඒවායේ රටාව පැහැදිලි ගැටළු ඇති කරයි. ප්‍රතික්‍රියාශීලී අයන කැටයම් කිරීම (RIE), ප්‍රේරකව සම්බන්ධිත ප්ලාස්මා (ICP) සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ ප්‍රේරිත කැටයම් කිරීම දැනට පවතින ක්‍රියාවලි පද්ධති සඳහා නිදසුන් වේ.
දියමන්ති ව්‍යුහයන් ද ලේසර් සහ නාභිගත අයන කදම්භ (FIB) සැකසුම් ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතයෙන් නිර්මාණය කර ඇත. මෙම නිශ්පාදන තාක්‍ෂණයේ අරමුන වන්නේ ඩිලමිනේෂන් වේගවත් කිරීම මෙන්ම අනුප්‍රාප්තික නිෂ්පාදන ව්‍යුහයන් තුළ විශාල ප්‍රදේශ පුරා පරිමාණයට ඉඩ දීමයි. මෙම ක්‍රියාවලීන් ද්‍රව එච්චන්ට්ස් (ප්ලාස්මා, වායූන් සහ ද්‍රව ද්‍රාවණ) භාවිතා කරයි, එමඟින් ලබා ගත හැකි ජ්‍යාමිතික සංකීර්ණත්වය සීමා කරයි.
මෙම පෙරළිකාර කාර්යය රසායනික වාෂ්ප උත්පාදනය මගින් ද්රව්ය ඉවත් කිරීම අධ්‍යයනය කරන අතර මතුපිටින් FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 පරමාණුක ප්‍රතිශතය) සමඟ බහු ස්ඵටික දියමන්ති නිර්මාණය කරයි. දියමන්තිවල මීටර් පරිමාණ ව්‍යුහයන් නිවැරදිව කැටයම් කිරීම සඳහා ටීඑම් ආකෘති නිර්මාණය කිරීම කෙරෙහි ප්‍රධාන අවධානය යොමු කෙරේ. යටින් පවතින දියමන්ති විනාඩි 30 සිට 90 දක්වා 700 සිට 900 ° C තාප පිරියම් කිරීම මගින් නැනෝ ස්ඵටික FeCoB වෙත බැඳී ඇත.
දියමන්ති සාම්පලයක නොවෙනස්ව පවතින ස්ථරයක් යටින් පවතින බහු ස්ඵටික ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයක් පෙන්නුම් කරයි. එක් එක් විශේෂිත අංශුව තුළ රළුබව (Ra) 3.84 ± 0.47 nm වූ අතර සම්පූර්ණ මතුපිට රළු බව 9.6 ± 1.2 nm විය. තැන්පත් කරන ලද FeCoB ලෝහ ස්ථරයේ රළුබව (එක් දියමන්ති ධාන්යයක් තුළ) 3.39 ± 0.26 nm වන අතර ස්ථරයේ උස 100 ± 10 nm වේ.
මිනිත්තු 30 ක් සඳහා 800 ° C දී ඇනීමෙන් පසු, ලෝහ මතුපිට ඝනකම 600 ± 100 nm දක්වා වැඩි වූ අතර මතුපිට රළුබව (Ra) 224 ± 22 nm දක්වා වැඩි විය. Annealing අතරතුර, කාබන් පරමාණු FeCoB ස්ථරයට විසරණය වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ප්‍රමාණය වැඩි වේ.
FeCoB ස්ථර 100 nm ඝනකම සහිත සාම්පල තුනක් පිළිවෙලින් 700, 800 සහ 900 ° C උෂ්ණත්වවලදී රත් කරන ලදී. උෂ්ණත්ව පරාසය 700 ° C ට වඩා අඩු වන විට, දියමන්ති සහ FeCoB අතර සැලකිය යුතු බන්ධනයක් නොමැති අතර, ජල තාප පිරියම් කිරීමෙන් පසු ඉතා කුඩා ද්රව්ය ඉවත් කරනු ලැබේ. ද්රව්ය ඉවත් කිරීම 800 ° C ට වැඩි උෂ්ණත්වයක් දක්වා වැඩි දියුණු කර ඇත.
උෂ්ණත්වය 900 ° C දක්වා ළඟා වූ විට, 800 ° C උෂ්ණත්වයට සාපේක්ෂව කැටයම් අනුපාතය දෙගුණයක් වැඩි විය. කෙසේ වෙතත්, කැටයම් කළ කලාපයේ පැතිකඩ තැන්පත් කරන ලද එච්ච් අනුපිළිවෙලට (FeCoB) වඩා බෙහෙවින් වෙනස් ය.
රටාවක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඝන තත්ත්‍වයක දෘශ්‍යකරණයක් පෙන්වන ක්‍රමානුකුලව: ඡායාරූපශිලා රටා සහිත FeCoB භාවිතයෙන් දියමන්ති අවකාශීය වශයෙන් තෝරාගත් ඝණ තත්වයේ කැටයම් කිරීම. පින්තුර ණය: Van Z. සහ Shankar MR et al., දියමන්ති සහ ආශ්‍රිත ද්රව්ය.
දියමන්ති මත FeCoB සාම්පල 100 nm ඝනකම 800 ° C දී පිළිවෙලින් විනාඩි 30, 60 සහ 90 සඳහා සකසන ලදී.
800 ° C දී ප්රතිචාර දැක්වීමේ කාලයෙහි ශ්රිතයක් ලෙස කැටයම් කළ ප්රදේශයෙහි රළුබව (Ra) තීරණය කරන ලදී. මිනිත්තු 30, 60 සහ 90 සඳහා ඇනීල් කිරීමෙන් පසු සාම්පලවල දෘඪතාව පිළිවෙළින් 186±28 nm, 203±26 nm සහ 212±30 nm වේ. කැටයම් ගැඹුර 500, 800, හෝ 100 nm සමඟින්, කැටයම් කළ ප්රදේශයේ රළුබවෙහි අනුපාතිකය (RD) පිළිවෙළින් 0.372, 0.254 සහ 0.212 වේ.
කැටයම් ගැඹුර වැඩි වීමත් සමඟ කැටයම් කළ ප්රදේශයේ රළුබව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි නොවේ. දියමන්ති සහ HM etchant අතර ප්‍රතික්‍රියාවට අවශ්‍ය උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 700 ඉක්මවන බව සොයාගෙන ඇත.
අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵල පෙන්වා දෙන්නේ FeCoB හට Fe හෝ Co පමණක් වඩා ඉතා වේගවත් වේගයකින් දියමන්ති ඉවත් කළ හැකි බවයි.
පසු කාලය: අගෝස්තු-31-2023