මෙම අධ්‍යයනයේදී, අපි RF ස්පුටරින් සහ RF-PECVD මගින් සම තැන්පත් වීමේදී ක්ෂුද්‍ර කාබන් ප්‍රභවවල සංස්ලේෂණය කරන ලද Cu/Ni නැනෝ අංශු මෙන්ම Cu/Ni නැනෝ අංශු භාවිතයෙන් CO වායුව හඳුනා ගැනීම සඳහා දේශීයකරණය කළ මතුපිට ප්ලාස්මන් අනුනාද විමර්ශනය කළෙමු. අංශු වල රූප විද්‍යාව. ත්‍රිමාණ පරමාණුක බල ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් මතුපිට රූප විද්‍යාව අධ්‍යයනය කරන ලද්දේ රූප සැකසීම සහ ෆ්‍රැක්ටල්/මල්ටිෆ්‍රැක්ටල් විශ්ලේෂණ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමිනි. සංඛ්‍යානමය විශ්ලේෂණය MountainsMap® Premium මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් විචලනය පිළිබඳ ද්වි-මාර්ග විශ්ලේෂණ (ANOVA) සහ අවම වශයෙන් සැලකිය යුතු වෙනස්කම් පරීක්‍ෂණයකින් සිදු කරන ලදී. මතුපිට නැනෝ ව්‍යුහයන් දේශීය හා ගෝලීය විශේෂිත ව්‍යාප්තියක් ඇත. පර්යේෂණාත්මක සහ අනුකරණය කරන ලද Rutherford backscattering spectra නැනෝ අංශුවල ගුණාත්මක බව තහවුරු කළේය. පසුව නැවුම් ලෙස සකස් කරන ලද සාම්පල කාබන් ඩයොක්සයිඩ් චිමිනියකට නිරාවරණය කරන ලද අතර ඒවා වායු සංවේදකයක් ලෙස භාවිතා කිරීම දේශීයකරණය කරන ලද මතුපිට ප්ලාස්මන් අනුනාද ක්රමය භාවිතා කරමින් විමර්ශනය කරන ලදී. තඹ ස්ථරයට ඉහළින් නිකල් තට්ටුවක් එකතු කිරීම රූප විද්‍යාව සහ වායු හඳුනාගැනීම යන දෙඅංශයෙන්ම සිත්ගන්නා ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කළේය. රදර්ෆර්ඩ් බැක්ස්කැටරින් වර්ණාවලීක්ෂය සහ වර්ණාවලීක්ෂ විශ්ලේෂණය සමඟ තුනී පටල මතුපිට භූ විෂමතාවේ උසස් ස්ටීරියෝ විශ්ලේෂණයේ සංයෝජනය මෙම ක්ෂේත්‍රයේ සුවිශේෂී වේ.
පසුගිය දශක කිහිපය තුළ සීඝ්‍ර වායු දූෂණය, විශේෂයෙන්ම වේගවත් කාර්මිකකරණය හේතුවෙන්, වායූන් හඳුනාගැනීමේ වැදගත්කම පිළිබඳව වැඩිදුර ඉගෙන ගැනීමට පර්යේෂකයන් පොළඹවා ඇත. ලෝහ නැනෝ අංශු (NPs) ප්‍රබල හා දැඩි ලෙස සීමා සහිත විද්‍යුත් චුම්භක සමග අනුනාද වන ද්‍රව්‍යයක් වන ප්‍රාදේශීය මතුපිට ප්ලාස්මන් අනුනාදනය (LSPR) හැකියාව ඇති තුනී ලෝහ පටල හා සසඳන විට පවා වායු සංවේදක1,2,3,4 සඳහා පොරොන්දු වූ ද්රව්ය බව පෙන්වා දී ඇත. ක්ෂේත්ර 5,6,7,8. මිළ අඩු, අඩු විෂ සහිත සහ බහුකාර්ය සංක්‍රාන්ති ලෝහයක් ලෙස, තඹ විද්‍යාඥයින් සහ කර්මාන්තකරුවන්, විශේෂයෙන් සංවේදක නිෂ්පාදකයින් විසින් වැදගත් අංගයක් ලෙස සැලකේ. අනෙක් අතට, නිකල් සංක්‍රාන්ති ලෝහ උත්ප්‍රේරක අනෙකුත් උත්ප්‍රේරකවලට වඩා හොඳින් ක්‍රියා කරයි10. නැනෝ පරිමාණයේ Cu/Ni හි සුප්‍රසිද්ධ යෙදුම ඒවා වඩාත් වැදගත් කරයි, විශේෂයෙන්ම ඒවායේ ව්‍යුහාත්මක ගුණාංග විලයනය 11,12 ට පසුව වෙනස් නොවන නිසා.
ලෝහ නැනෝ අංශු සහ පාර විද්‍යුත් මාධ්‍යය සමඟ ඇති ඒවායේ අතුරුමුහුණත් දේශීයකරණය වූ පෘෂ්ඨීය ප්ලාස්මෝන අනුනාදයේ සැලකිය යුතු වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරන අතර, ඒවා වායු හඳුනාගැනීම සඳහා ගොඩනැඟිලි කොටස් ලෙස භාවිතා කර ඇත. අවශෝෂණ වර්ණාවලිය වෙනස් වන විට, මෙයින් අදහස් කරන්නේ අනුනාද තරංග ආයාමය සහ/හෝ අවශෝෂණ උච්ච තීව්‍රතාවය සහ/හෝ FWHM යන සාධක තුන 1, 2, 3, 4 කින් වෙනස් විය හැකි බවයි. අංශු ප්‍රමාණයට සෘජුවම සම්බන්ධ වන නැනෝ ව්‍යුහගත පෘෂ්ඨ මත, දේශීයකරණය වූ මතුපිට තුනී පටල වලට වඩා නැනෝ අංශු වල ප්ලාස්මොන් අනුනාදනය අණු හඳුනා ගැනීම සඳහා ඵලදායී සාධකයකි අවශෝෂණය 14, රුයිස් සහ වෙනත් අය විසින් ද පෙන්වා දී ඇත. සියුම් අංශු සහ හඳුනාගැනීමේ කාර්යක්ෂමතාව අතර සම්බන්ධය පෙන්නුම් කරයි15.
CO වායුව දෘශ්‍ය හඳුනා ගැනීම සම්බන්ධයෙන්, AuCo3O416, Au-CuO17 සහ Au-YSZ18 වැනි සමහර සංයුක්ත ද්රව්ය සාහිත්‍යයේ වාර්තා වී ඇත. සංයෝගයේ මතුපිට රසායනිකව අවශෝෂණය කර ඇති වායු අණු හඳුනා ගැනීම සඳහා ලෝහ ඔක්සයිඩ සමඟ එකතු කරන ලද උච්ච ලෝහයක් ලෙස රත්‍රන් අපට සිතිය හැකිය, නමුත් සංවේදකවල ප්‍රධාන ගැටළුව වන්නේ කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඒවායේ ප්‍රතික්‍රියාව නිසා ඒවාට ප්‍රවේශ විය නොහැකි වීමයි.
පසුගිය දශක කිහිපය තුළ, පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM) ඉහළ නැනෝ පරිමාණ විභේදනයකින් ත්‍රිමාන පෘෂ්ඨීය ක්ෂුද්‍ර රූප විද්‍යාව සංලක්ෂිත කිරීමට උසස් තාක්‍ෂණයක් ලෙස භාවිතා කර ඇත. මීට අමතරව, ස්ටීරියෝ, ෆ්‍රැක්ටල්/මල්ටිෆ්‍රැක්ටල් විශ්ලේෂණය23,24,25,26, බල වර්ණාවලි ඝනත්වය (PSD)27 සහ Minkowski28 ක්‍රියාකාරීත්වය තුනී පටලවල මතුපිට භූ විෂමතාව සංලක්ෂිත කිරීම සඳහා අති නවීන මෙවලම් වේ.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, දේශීයකරණය කරන ලද මතුපිට ප්ලාස්මන් අනුනාද (LSPR) අවශෝෂණය මත පදනම්ව, CO වායු සංවේදක ලෙස භාවිතා කිරීම සඳහා ඇසිටිලීන් (C2H2) Cu/Ni NP අංශු කාමර උෂ්ණත්වයේ තැන්පත් කරන ලදී. AFM රූප වලින් සංයුතිය සහ රූප විද්‍යාව විශ්ලේෂණය කිරීමට Rutherford backscatter spectroscopy (RBS) භාවිතා කරන ලද අතර, 3D භූලක්ෂණ සිතියම් MountainsMap® Premium මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් මතුපිට සමස්ථානික සහ මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනයෙහි සියලුම අමතර ක්ෂුද්‍ර රූප විද්‍යාත්මක පරාමිතීන් අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා සකසන ලදී. අනෙක් අතට, කාර්මික ක්‍රියාවලීන් සඳහා යෙදිය හැකි නව විද්‍යාත්මක ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කර ඇති අතර රසායනික වායු හඳුනාගැනීමේ (CO) යෙදුම් සඳහා විශාල උනන්දුවක් දක්වයි. මෙම නැනෝ අංශුවෙහි සංශ්ලේෂණය, ගුනාංගීකරනය සහ යෙදුම ප්‍රථම වරට සාහිත්‍යය වාර්තා කරයි.
13.56 MHz බල සැපයුමක් සහිත RF sputtering සහ RF-PECVD සම තැන්පත් කිරීම මගින් Cu/Ni නැනෝ අංශු තුනී පටලයක් සකස් කරන ලදී. මෙම ක්රමය පදනම් වන්නේ විවිධ ද්රව්ය සහ ප්රමාණවලින් ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙකක් සහිත ප්රතික්රියාකාරකයක් මතය. කුඩා එක ශක්තිජනක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් ලෙස ලෝහ වන අතර විශාල එක එකිනෙකින් සෙන්ටිමීටර 5 ක් දුරින් මල නොබැඳෙන වානේ කුටියක් හරහා බිම තබා ඇත. SiO 2 උපස්ථරය සහ Cu ඉලක්කය කුටීරය තුළට දමන්න, ඉන්පසු කාමර උෂ්ණත්වයේ දී පාදක පීඩනය ලෙස 103 N/m 2 දක්වා කුටිය ඉවත් කර, කුටියට ඇසිටිලීන් වායුව හඳුන්වා දී, පසුව පරිසර පීඩනයට පීඩනය කරන්න. මෙම පියවරේදී ඇසිටිලීන් වායුව භාවිතා කිරීමට ප්‍රධාන හේතු දෙකක් තිබේ: පළමුව, එය ප්ලාස්මා නිෂ්පාදනය සඳහා වාහක වායුවක් ලෙසත්, දෙවනුව, කාබන් අංශු මාත්‍ර ප්‍රමාණයකින් නැනෝ අංශු සකස් කිරීමටත් ක්‍රියා කරයි. තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය 3.5 N / m2 සහ 80 W පිළිවෙළින් ආරම්භක වායු පීඩනය සහ RF බලය විනාඩි 30 ක් සඳහා සිදු කරන ලදී. ඉන්පසු රික්තකය බිඳ දමා ඉලක්කය Ni ලෙස වෙනස් කරන්න. තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය පිළිවෙළින් 2.5 N/m2 සහ 150 W හි ආරම්භක වායු පීඩනයකින් සහ RF බලයකින් නැවත නැවතත් සිදු විය. අවසාන වශයෙන්, ඇසිටිලීන් වායුගෝලයේ තැන්පත් වූ තඹ සහ නිකල් නැනෝ අංශු තඹ/නිකල් නැනෝ ව්‍යුහ සාදයි. නියැදි සකස් කිරීම සහ හඳුනාගැනීම් සඳහා වගුව 1 බලන්න.
නැනෝමීටර බහුමාධ්‍ය පරමාණු බල අන්වීක්ෂයක් (ඩිජිටල් උපකරණ, සැන්ටා බාබරා, CA) භාවිතයෙන් 1 μm × 1 μm වර්ග ස්කෑන් ප්‍රදේශයක 10-20 μm/min ස්කෑනිං වේගයකින් ස්පර්ශ නොවන ආකාරයෙන් අලුතින් සකස් කරන ලද සාම්පලවල ත්‍රිමාණ රූප සටහන් කර ඇත. . සමඟ. 3D AFM භූලක්ෂණ සිතියම් සැකසීමට MountainsMap® Premium මෘදුකාංගය භාවිතා කරන ලදී. ISO 25178-2:2012 29,30,31 අනුව, රූප විද්‍යාත්මක පරාමිතීන් කිහිපයක් ලේඛනගත කර සාකච්ඡා කර ඇත, උස, හරය, පරිමාව, චරිතය, ක්‍රියාකාරිත්වය, අවකාශය සහ සංයෝජනය අර්ථ දක්වා ඇත.
අධි ශක්ති රදර්ෆර්ඩ් බැක්ස්කැටරින් වර්ණාවලීක්ෂය (RBS) භාවිතයෙන් MeV අනුපිළිවෙල අනුව නැවුම් ලෙස සකස් කරන ලද සාම්පලවල ඝණකම සහ සංයුතිය තක්සේරු කරන ලදී. ගෑස් පිරික්සීමේදී, LSPR වර්ණාවලීක්ෂය 350 සිට 850 nm දක්වා තරංග ආයාම පරාසයේ UV-Vis වර්ණාවලීක්ෂයක් භාවිතා කරන ලද අතර, නියෝජිත නියැදියක් සෙන්ටිමීටර 5.2 ක විෂ්කම්භයක් සහ සෙන්ටිමීටර 13.8 ක උසකින් යුත් සංවෘත මල නොබැඳෙන වානේ කුවෙට් එකක විය. 99.9% CO වායු ප්‍රවාහ අනුපාතයේ සංශුද්ධතාවයකින් (Arian Gas ට අනුව Co. IRSQ සම්මත, තත්පර 180 සහ තත්පර 600 සඳහා 1.6 සිට 16 l/h දක්වා). මෙම පියවර කාමර උෂ්ණත්වය, පරිසර ආර්ද්‍රතාවය 19% සහ දුම් ආවරණයේදී සිදු කරන ලදී.
තුනී පටලවල සංයුතිය විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා අයන විසිරීමේ තාක්‍ෂණයක් ලෙස රදර්ෆර්ඩ් බැක්ස්කැටරින් වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතා කරනු ඇත. මෙම අද්විතීය ක්රමය යොමු ප්‍රමිතියක් භාවිතයෙන් තොරව ප්‍රමාණ කිරීමට ඉඩ සලසයි. RBS විශ්ලේෂණය මගින් සාම්පලයේ MeV අනුපිළිවෙල මත ඉහළ ශක්තීන් (He2+ අයන, එනම් ඇල්ෆා අංශු) මනිනු ලබන අතර He2+ අයන ලබා දී ඇති කෝණයක පසුපස විසිරී ඇත. SIMNRA කේතය සරල රේඛා සහ වක්‍ර ආකෘති නිර්මාණය කිරීමේදී ප්‍රයෝජනවත් වන අතර පර්යේෂණාත්මක RBS වර්ණාවලියට එහි අනුරූප සකස් කළ සාම්පලවල ගුණාත්මක භාවය පෙන්නුම් කරයි. Cu/Ni NP නියැදියේ RBS වර්ණාවලිය රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇත, එහිදී රතු රේඛාව පර්යේෂණාත්මක RBS වර්ණාවලිය වන අතර නිල් රේඛාව SIMNRA වැඩසටහනේ අනුකරණය වේ, වර්ණාවලි රේඛා දෙක හොඳ තත්ත්වයේ පවතින බව දැකගත හැකිය. ගිවිසුම. නියැදියේ ඇති මූලද්‍රව්‍ය හඳුනා ගැනීම සඳහා 1985 keV ශක්තියක් සහිත සිද්ධි කදම්භයක් භාවිතා කරන ලදී. ඉහළ ස්ථරයේ ඝණකම 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C සහ 0.02% Fe අඩංගු 40 1E15Atom/cm2 පමණ වේ. Fe ඉසීමේදී Ni ඉලක්කයේ ඇති අපද්‍රව්‍ය සමඟ සම්බන්ධ වේ. යටින් පවතින Cu සහ Ni හි මුදුන් පිළිවෙලින් 1500 keV දී ද, C සහ O2 හි උච්ච පිළිවෙළින් 426 keV සහ 582 keV දී ද දැකගත හැකිය. Na, Si සහ Fe පියවර පිළිවෙලින් 870 keV, 983 keV, 1340 keV සහ 1823 keV වේ.
Cu සහ Cu/Ni NP පටල මතුපිට වර්ග 3D භූලක්ෂණ AFM රූප Fig. 2. මීට අමතරව, එක් එක් රූපයේ ඉදිරිපත් කර ඇති 2D භූ විෂමතාවයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ චිත්‍රපට මතුපිට නිරීක්ෂණය කරන ලද NPs ගෝලාකාර හැඩතලවලට ඒකාබද්ධ වන අතර, මෙම රූප විද්‍යාව Godselahi සහ Armand32 සහ Armand et al.33 විසින් විස්තර කරන ලද ආකාරයට සමාන වේ. කෙසේ වෙතත්, අපගේ Cu NPs සමූහගත නොවූ අතර, Cu පමණක් අඩංගු නියැදිය රළු ඒවාට වඩා සියුම් මුදුන් සහිත සැලකිය යුතු සුමට මතුපිටක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 2a). ඊට පටහැනිව, CuNi15 සහ CuNi20 සාම්පලවල විවෘත ශිඛරවල පැහැදිලි ගෝලාකාර හැඩයක් සහ ඉහළ තීව්‍රතාවයක් ඇත, Fig. 2a සහ b හි උස අනුපාතය මගින් පෙන්වා ඇත. චිත්‍රපට රූප විද්‍යාවේ පෙනෙන වෙනස පෙන්නුම් කරන්නේ මතුපිට විවිධ භූගෝලීය අවකාශීය ව්‍යුහයන් ඇති අතර ඒවා නිකල් තැන්පත් වීමේ කාලයට බලපාන බවයි.
Cu (a), CuNi15 (b) සහ CuNi20 (c) තුනී පටලවල AFM රූප. සුදුසු 2D සිතියම්, උන්නතාංශ බෙදාහැරීම් සහ ඇබට් ෆයර්ස්ටෝන් වක්‍ර සෑම රූපයකම අන්තර්ගත වේ.
නැනෝ අංශු වල සාමාන්‍ය ධාන්ය ප්‍රමාණය ඇස්තමේන්තු කර ඇත්තේ FIG හි පෙන්වා ඇති පරිදි Gaussian ෆිට් එකක් භාවිතයෙන් නැනෝ අංශු 100 ක් මැනීමෙන් ලබාගත් විෂ්කම්භය බෙදාහැරීමේ හිස්ටෝග්‍රෑමයෙනි. Cu සහ CuNi15 හි එකම සාමාන්‍ය ධාන්ය ප්‍රමාණ (27.7 සහ 28.8 nm) ඇති බව දැකිය හැකි අතර, CuNi20 කුඩා ධාන්ය (23.2 nm) ඇති අතර එය Godselahi et al විසින් වාර්තා කරන ලද අගයට ආසන්න වේ. 34 (24 nm පමණ). Bimetallic පද්ධතිවල, ප්‍රාදේශීයකරණය වූ මතුපිට ප්ලාස්මෝන අනුනාදයේ උච්ච ධාන්ය ප්‍රමාණයේ වෙනසක් සමඟ මාරු විය හැක35. මේ සම්බන්ධයෙන්, දිගු Ni තැන්පත් වීමේ කාලය අපගේ පද්ධතියේ Cu/Ni තුනී පටලවල මතුපිට ප්ලාස්මොනික් ගුණාංගවලට බලපාන බව අපට නිගමනය කළ හැකිය.
AFM භූ විෂමතාවයෙන් ලබාගත් (a) Cu, (b) CuNi15, සහ (c) CuNi20 තුනී පටලවල අංශු ප්‍රමාණය ව්‍යාප්තිය.
තුනී පටලවල භූගෝලීය ව්‍යුහවල අවකාශීය වින්‍යාසය සඳහා තොග රූප විද්‍යාව ද වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. වගුව 2 AFM සිතියම හා සම්බන්ධ උස මත පදනම් වූ භූලක්ෂණ පරාමිතීන් ලැයිස්තුගත කරයි, මධ්යන්ය රළුබව (Sa), skewness (Ssk) සහ kurtosis (Sku) යන කාල අගයන් මගින් විස්තර කළ හැක. Sa අගයන් පිළිවෙලින් 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) සහ 5.34 nm (CuNi20) වන අතර, Ni තැන්පත් වීමේ කාලය වැඩි වීමත් සමඟ චිත්‍රපට රළු වන බව තහවුරු කරයි. මෙම අගයන් Arman et al.33 (1–4 nm), Godselahi et al.34 (1–1.05 nm) සහ Zelu et al.36 (1.91–6.32 nm) විසින් කලින් වාර්තා කළ අගයන් සමඟ සැසඳිය හැකිය. Cu/Ni NP වල පටල තැන්පත් කිරීම සඳහා මෙම ක්‍රම භාවිතා කරමින් ස්පුටර් කිරීම සිදු කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, Ghosh et al.37 විද්‍යුත් විච්ඡේදනය මගින් Cu/Ni බහු ස්ථර තැන්පත් කර ඉහළ රළු අගයන් වාර්තා කරන ලදී, පැහැදිලිවම 13.8 සිට 36 nm දක්වා පරාසයක පවතී. විවිධ තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රම මගින් පෘෂ්ඨ සෑදීමේ චාලකයේ වෙනස්කම් විවිධ අවකාශීය රටා සහිත පෘෂ්ඨ සෑදීමට හේතු විය හැකි බව සැලකිය යුතුය. එසේ වුවද, RF-PECVD ක්රමය 6.32 nm ට නොවැඩි රළුබවක් සහිත Cu/Ni NP වල චිත්‍රපට ලබා ගැනීම සඳහා ඵලදායී බව දැකිය හැක.
උස පැතිකඩ සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, ඉහළ පෙළේ සංඛ්‍යාන අවස්ථා Ssk සහ Sku පිළිවෙලින් උස ව්‍යාප්තියේ අසමමිතිය සහ සාමාන්‍ය භාවයට සම්බන්ධ වේ. සියලුම Ssk අගයන් ධනාත්මක වේ (Ssk > 0), දිගු දකුණු වලිගයක් පෙන්නුම් කරයි, එය 2 ඇතුළු 2 හි උස බෙදා හැරීමේ බිම් කොටස මගින් තහවුරු කළ හැක. ඊට අමතරව, සියලුම උස පැතිකඩ තියුණු උච්ච 39 (Sku > 3) මගින් ආධිපත්‍යය දැරීය. , වක්‍රය නිරූපනය කරමින් උස ව්‍යාප්තිය Gaussian බෙල් වක්‍රයට වඩා අඩු පැතලි බව. උස බෙදාහැරීමේ බිම් කොටසෙහි රතු රේඛාව වන්නේ ඇබට්-ෆයර්ස්ටෝන් 40 වක්‍රය, දත්ත සාමාන්‍ය ව්‍යාප්තිය ඇගයීම සඳහා සුදුසු සංඛ්‍යානමය ක්‍රමයකි. මෙම රේඛාව උස හිස්ටෝග්‍රෑම් මත සමුච්චිත එකතුවෙන් ලබා ගනී, එහිදී ඉහළම ශිඛරය සහ ගැඹුරුම අගල ඒවායේ අවම (0%) සහ උපරිම (100%) අගයන්ට සම්බන්ධ වේ. මෙම ඇබට්-ෆයර්ස්ටෝන් වක්‍ර y-අක්ෂයේ සුමට S-හැඩයක් ඇති අතර සෑම අවස්ථාවකදීම රළුම සහ වඩාත් තීව්‍ර උච්චයේ සිට ආවරණය වන ප්‍රදේශය හරහා ගමන් කරන ද්රව්ය ප්‍රතිශතයේ ප්‍රගතිශීලී වැඩි වීමක් පෙන්නුම් කරයි. මෙය ප්‍රධාන වශයෙන් නිකල් තැන්පත් වීමේ කාලයට බලපාන පෘෂ්ඨයේ අවකාශීය ව්‍යුහය තහවුරු කරයි.
AFM රූපවලින් ලබාගත් එක් එක් පෘෂ්ඨය හා සම්බන්ධ විශේෂිත ISO රූප විද්‍යාත්මක පරාමිතීන් වගුව 3 ලැයිස්තුගත කරයි. ප්‍රදේශයට ද්රව්ය අනුපාතය (Smr) සහ ද්රව්ය අනුපාතයට ප්‍රතිවිරුද්ධ ප්‍රදේශය (Smc) මතුපිට ක්‍රියාකාරී පරාමිතීන් බව හොඳින් දන්නා කරුණකි29. උදාහරණයක් ලෙස, අපගේ ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ පෘෂ්ඨයේ මධ්‍යස්ථ තලයට ඉහලින් ඇති කලාපය සියලුම චිත්‍රපටවල (Smr = 100%) මුලුමනින්ම උච්ච වී ඇති බවයි. කෙසේ වෙතත්, Smc පරාමිතිය දන්නා බැවින්, Smr හි අගයන් ලබා ගන්නේ භූමියේ දරණ ප්‍රදේශයේ සංගුණකයේ විවිධ උසින්. Smc හි හැසිරීම Cu → CuNi20 වෙතින් රළුබව වැඩි වීමෙන් පැහැදිලි වේ, එහිදී CuNi20 සඳහා ලබා ගන්නා ඉහළම රළු අගය Smc ~ 13 nm ලබා දෙන අතර Cu සඳහා අගය 8 nm පමණ වන බව දැක ගත හැකිය.
මිශ්‍ර කිරීමේ පරාමිති RMS අනුක්‍රමය (Sdq) සහ සංවර්ධිත අතුරුමුහුණත් ප්‍රදේශ අනුපාතය (Sdr) යනු වයනය පැතලි බව සහ සංකීර්ණත්වය සම්බන්ධ පරාමිතීන් වේ. Cu → CuNi20 සිට, Sdq අගයන් 7 සිට 21 දක්වා පරාසයක පවතී, Ni ස්තරය විනාඩි 20ක් තැන්පත් වූ විට චිත්‍රපටවල භූ විෂමතා වැඩි වන බව පෙන්නුම් කරයි. CuNi20 හි මතුපිට Cu තරම් පැතලි නොවන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. මීට අමතරව, මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනයෙහි සංකීර්ණත්වය හා සම්බන්ධ Sdr පරාමිතියෙහි අගය Cu → CuNi20 වෙතින් වැඩි වන බව සොයා ගන්නා ලදී. Kamble et al.42 විසින් කරන ලද අධ්‍යයනයකට අනුව, Sdr වැඩි වීමත් සමඟ පෘෂ්ඨීය ක්ෂුද්‍ර වයනයේ සංකීර්ණතාව වැඩි වන අතර, Cu චිත්‍රපට (Sdr = 229%) හා සසඳන විට CuNi20 (Sdr = 945%) වඩාත් සංකීර්ණ මතුපිට ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයක් ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. . ඇත්ත වශයෙන්ම, වයනයෙහි අන්වීක්ෂීය සංකීර්ණතාවයේ වෙනස්වීම රළු කඳු මුදුන්වල ව්‍යාප්තිය සහ හැඩයේ ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එය උච්ච ඝනත්වයේ (Spd) සහ අංක ගණිත මධ්යන්ය උච්ච වක්‍රයේ (Spc) ලාක්ෂණික පරාමිතීන්ගෙන් නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. මේ සම්බන්ධයෙන්, Spd Cu → CuNi20 වෙතින් වැඩි වන අතර, Ni ස්ථර ඝනකම වැඩි වීමත් සමඟ කඳු මුදුන් වඩාත් ඝන ලෙස සංවිධානය වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. මීට අමතරව, Spc ද Cu→CuNi20 වෙතින් වැඩි වන අතර, Cu නියැදියේ පෘෂ්ඨයේ උච්ච හැඩය වඩාත් වටකුරු (Spc = 612) වන අතර CuNi20 හි තියුණු බව (Spc = 925) පෙන්නුම් කරයි.
එක් එක් චිත්‍රපටයේ රළු පැතිකඩ මතුපිට උච්ච, හරය සහ අගල යන ප්‍රදේශ වල වෙනස් අවකාශීය රටා ද පෙන්වයි. හරයේ උස (Sk), අඩුවන උච්චය (Spk) (හරයට ඉහළින්) සහ අගල (Svk) (හරයට පහළින්) 31,43 යනු මතුපිට තලයට ලම්බකව මනින ලද පරාමිති වේ30 සහ Cu → CuNi20 සිට වැඩි වීම හේතුවෙන් මතුපිට රළුබව සැලකිය යුතු වැඩි වීම . ඒ හා සමානව, උපරිම ද්රව්ය (Vmp), හර ද්රව්ය (Vmc), අගල හිස් (Vvv) සහ හර හිස් පරිමාව (Vvc) 31 Cu → CuNi20 සිට සියලුම අගයන් වැඩි වන විට එකම ප්‍රවණතාව පෙන්වයි. මෙම හැසිරීම පෙන්නුම් කරන්නේ CuNi20 පෘෂ්ඨයට අනෙකුත් සාම්පලවලට වඩා වැඩි ද්‍රවයක් රඳවා ගත හැකි බවයි, එය ධනාත්මක වන අතර, මෙම පෘෂ්ඨය ස්මෑරීමට පහසු බව යෝජනා කරයි44. එබැවින්, නිකල් ස්ථරයේ ඝනකම CuNi15 → CuNi20 සිට වැඩි වන විට, භූලක්ෂණ පැතිකඩෙහි වෙනස්කම් ඉහළ අනුපිළිවෙල රූප විද්‍යාත්මක පරාමිතීන්හි වෙනස්කම් වලට වඩා පසුගාමී වන අතර එය මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනයට සහ චිත්‍රපටයේ අවකාශීය රටාවට බලපාන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය.
වාණිජ MountainsMap45 මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් AFM භූලක්ෂණ සිතියමක් තැනීමෙන් චිත්‍රපට මතුපිට අන්වීක්ෂීය වයනය පිළිබඳ ගුණාත්මක තක්සේරුවක් ලබා ගන්නා ලදී. විදැහුම්කරණය රූප සටහන 4 හි පෙන්වා ඇත, එය මතුපිටට සාපේක්ෂව නියෝජිත වලක් සහ ධ්රැවීය කුමන්ත්‍රණයක් පෙන්වයි. වගුව 4 හි තව් සහ ඉඩ විකල්ප ලැයිස්තුගත කරයි. කට්ට වල රූපවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ නියැදිය කට්ට වල උච්චාරණය කරන ලද සමජාතීයතාවයක් සහිත සමාන නාලිකා පද්ධතියකින් ආධිපත්‍යය දරන බවයි. කෙසේ වෙතත්, උපරිම වලවල් ගැඹුර (MDF) සහ සාමාන්‍ය වලවල් ගැඹුර (MDEF) යන දෙකෙහිම පරාමිතීන් Cu සිට CuNi20 දක්වා වැඩි වන අතර, CuNi20 හි ලිහිසිතා විභවය පිළිබඳ පෙර නිරීක්ෂණ සනාථ කරයි. Cu (Fig. 4a) සහ CuNi15 (Fig. 4b) සාම්පලවල ප්‍රායෝගිකව එකම වර්ණ පරිමාණයන් ඇති බව සටහන් කළ යුතුය, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ Ni චිත්‍රපටය 15 සඳහා තැන්පත් කිරීමෙන් පසුව Cu පටල මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනය සැලකිය යුතු වෙනස්කම්වලට භාජනය නොවූ බවයි. මිනි. ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, CuNi20 නියැදිය (පය. 4c) විවිධ වර්ණ පරිමාණයන් සහිත රැලි ප්‍රදර්ශනය කරයි, එය එහි ඉහළ MDF සහ MDEF අගයන්ට සම්බන්ධ වේ.
Cu (a), CuNi15 (b) සහ CuNi20 (c) චිත්‍රපටවල ක්ෂුද්‍ර ටෙක්ස්චර්ස් වල කට්ට සහ මතුපිට සමස්ථානිකය.
fig හි ධ්රැවීය රූප සටහන. 4 මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනය වෙනස් බව ද පෙන්වයි. Ni ස්ථරයක් තැන්පත් වීම අවකාශීය රටාව සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කරන බව සැලකිය යුතු කරුණකි. නියැදිවල ගණනය කරන ලද ක්ෂුද්‍ර ටෙක්ස්චරල් සමස්ථානිකය 48% (Cu), 80% (CuNi15) සහ 81% (CuNi20) වේ. Ni ස්ථරයේ තැන්පත් වීම වඩාත් සමස්ථානික ක්ෂුද්‍ර වයනයක් සෑදීමට දායක වන අතර, තනි ස්ථරයේ Cu පටලය වඩාත් ඇනිසොට්‍රොපික් මතුපිට ක්ෂුද්‍ර වයනයක් ඇති බව දැක ගත හැකිය. මීට අමතරව, Cu සාම්පල හා සසඳන විට CuNi15 සහ CuNi20 හි ප්‍රමුඛ අවකාශීය සංඛ්‍යාත ඒවායේ විශාල ස්වයං සහසම්බන්ධතා දිග (Sal)44 නිසා අඩුය. මෙය මෙම සාම්පල (Std = 2.5° සහ Std = 3.5°) මගින් ප්‍රදර්ශනය කරන ලද සමාන ධාන්ය දිශානතිය සමඟ ද සංයුක්ත වන අතර, Cu නියැදිය සඳහා ඉතා විශාල අගයක් වාර්තා විය (Std = 121°). මෙම ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව, සියලුම චිත්‍රපට විවිධ රූප විද්‍යාව, භූගෝලීය පැතිකඩ සහ රළු බව හේතුවෙන් දිගු පරාසයක අවකාශීය වෙනස්කම් ප්‍රදර්ශනය කරයි. මේ අනුව, මෙම ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ CuNi bimetallic sputtered surfaces සෑදීමේදී Ni ස්ථර තැන්පත් වීමේ කාලය වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බවයි.
කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සහ විවිධ CO වායු ප්‍රවාහවලදී වාතයේ Cu/Ni NP වල LSPR හැසිරීම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, UV-Vis අවශෝෂණ වර්ණාවලි CuNi15 සහ CuNi20 සඳහා රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි 350-800 nm තරංග ආයාම පරාසය තුළ යොදන ලදී. විවිධ CO වායු ප්‍රවාහ ඝනත්වය හඳුන්වා දීමෙන්, ඵලදායි LSPR CuNi15 උච්චය පුළුල් වනු ඇත, අවශෝෂණය ශක්තිමත් වනු ඇත, සහ උච්චය (redshift) ඉහළ තරංග ආයාමයකට මාරු වනු ඇත, වායු ප්රවාහයේ 597.5 nm සිට 16 L/h 606.0 nm දක්වා. තත්පර 180ක් සඳහා CO ප්රවාහය, 606.5 nm, CO ප්රවාහය 16 l/h තත්පර 600ක් සඳහා. අනෙක් අතට, CuNi20 වෙනස් හැසිරීමක් ප්‍රදර්ශනය කරයි, එබැවින් CO වායු ප්රවාහයේ වැඩි වීම නිසා LSPR උපරිම තරංග ආයාම තත්ත්වය (blueshift) වායු ප්‍රවාහයේදී 600.0 nm සිට 180 s සඳහා 16 l/h CO ප්‍රවාහයේදී 589.5 nm දක්වා අඩු වේ. . 589.1 nm හි තත්පර 600 ක් සඳහා 16 l/h CO ප්රවාහය. CuNi15 මෙන්ම, අපට CuNi20 සඳහා පුළුල් උච්චයක් සහ වැඩි අවශෝෂණ තීව්‍රතාවයක් දැකිය හැකිය. Cu මත Ni ස්ථරයේ ඝනකම වැඩිවීම මෙන්ම CuNi15 වෙනුවට CuNi20 නැනෝ අංශු ප්‍රමාණය හා සංඛ්‍යාව වැඩි වීමත් සමඟ Cu සහ Ni අංශු එකිනෙක ළං වන විට ඉලෙක්ට්‍රොනික දෝලනයන්හි විස්තාරය වැඩි වන බව ඇස්තමේන්තු කළ හැක. , සහ, ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, සංඛ්යාතය වැඩි වේ. එනම්: තරංග ආයාමය අඩු වේ, නිල් මාරුවක් සිදු වේ.
පසු කාලය: අගෝස්තු-16-2023