Një studim i ri në revistën Diamond and Related Materials fokusohet në gdhendjen e diamantit polikristalor me gravurë FeCoB për të formuar modele. Si rezultat i këtyre risive të përmirësuara teknologjike, sipërfaqet e diamantit mund të merren pa dëmtime dhe me më pak defekte.
Hulumtimi: Gdhendje selektive hapësinore e diamantit në gjendje të ngurtë duke përdorur FeCoB me një model fotolitografik. Kredia e imazhit: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Nëpërmjet procesit të difuzionit në gjendje të ngurtë, filmat nanokristaline FeCoB (Fe:Co:B=60:20:20, raporti atomik) mund të arrijnë shënjestrimin e rrjetës dhe eliminimin e diamanteve në mikrostrukturë.
Diamantet kanë cilësi unike biokimike dhe vizuale, si dhe elasticitet dhe forcë të lartë. Qëndrueshmëria e tij ekstreme është një burim i rëndësishëm përparimi në përpunimin ultra preciz (teknologjia e kthimit të diamantit) dhe rruga drejt presioneve ekstreme në rangun prej qindra GPa.
Papërshkueshmëria kimike, qëndrueshmëria vizuale dhe aktiviteti biologjik rrisin mundësitë e projektimit të sistemeve që përdorin këto cilësi funksionale. Diamond ka bërë emër në fushën e mekatronikës, optikës, sensorëve dhe menaxhimit të të dhënave.
Për të mundësuar aplikimin e tyre, lidhja e diamanteve dhe modeli i tyre krijon probleme të dukshme. Etching jonik reaktiv (RIE), plazma e çiftuar në mënyrë induktive (ICP) dhe gravurë e induktuar me rreze elektronike janë shembuj të sistemeve ekzistuese të procesit që përdorin teknikat e gravimit (EBIE).
Strukturat e diamantit krijohen gjithashtu duke përdorur teknikat e përpunimit me lazer dhe rreze jonike të fokusuar (FIB). Qëllimi i kësaj teknike fabrikimi është të përshpejtojë delaminimin si dhe të lejojë shkallëzimin në zona të mëdha në strukturat e njëpasnjëshme të prodhimit. Këto procese përdorin etchants të lëngshme (plazma, gaze dhe tretësira të lëngshme), gjë që kufizon kompleksitetin gjeometrik të arritshëm.
Kjo vepër novator studion heqjen e materialit nga gjenerimi i avullit kimik dhe krijon diamant polikristalor me FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 përqindja atomike) në sipërfaqe. Vëmendja kryesore i kushtohet krijimit të modeleve TM për gravimin e saktë të strukturave në shkallë metër në diamante. Diamanti themelor është i lidhur me nanokristalin FeCoB me trajtim termik në 700 deri në 900°C për 30 deri në 90 minuta.
Një shtresë e paprekur e një kampioni diamanti tregon një mikrostrukturë polikristaline. Vrazhdësia (Ra) brenda çdo grimce të veçantë ishte 3,84 ± 0,47 nm, dhe vrazhdësia totale e sipërfaqes ishte 9,6 ± 1,2 nm. Vrazhdësia (brenda një kokrrizë diamanti) e shtresës metalike të implantuar FeCoB është 3,39 ± 0,26 nm, dhe lartësia e shtresës është 100 ± 10 nm.
Pas pjekjes në 800°C për 30 minuta, trashësia e sipërfaqes së metalit u rrit në 600 ± 100 nm dhe vrazhdësia e sipërfaqes (Ra) u rrit në 224 ± 22 nm. Gjatë pjekjes, atomet e karbonit shpërndahen në shtresën FeCoB, duke rezultuar në një rritje në madhësi.
Tre mostra me shtresa FeCoB 100 nm të trasha u ngrohën në temperaturat përkatësisht 700, 800 dhe 900°C. Kur diapazoni i temperaturës është nën 700°C, nuk ka lidhje domethënëse midis diamantit dhe FeCoB dhe shumë pak material hiqet pas trajtimit hidrotermik. Heqja e materialit përmirësohet deri në temperatura mbi 800 °C.
Kur temperatura arriti në 900°C, shkalla e gdhendjes u rrit dy herë në krahasim me temperaturën prej 800°C. Megjithatë, profili i rajonit të etched është shumë i ndryshëm nga ai i sekuencave të implantuara etch (FeCoB).
Skematike që tregon vizualizimin e një gravishtjeje në gjendje të ngurtë për të krijuar një model: Gdhendje hapësinore në gjendje të ngurtë të diamantit duke përdorur FeCoB me model fotolitografik. Kredia e imazhit: Van Z. dhe Shankar MR et al., Diamante dhe materiale të ngjashme.
Mostrat e FeCoB me trashësi 100 nm në diamante u përpunuan në 800°C për 30, 60 dhe 90 minuta, respektivisht.
Vrazhdësia (Ra) e zonës së gdhendur u përcaktua si funksion i kohës së reagimit në 800°C. Fortësia e mostrave pas pjekjes për 30, 60 dhe 90 minuta ishte përkatësisht 186±28 nm, 203±26 nm dhe 212±30 nm. Me një thellësi gravore prej 500, 800 ose 100 nm, raporti (RD) i vrazhdësisë së zonës së gdhendur me thellësinë e gravimit është përkatësisht 0.372, 0.254 dhe 0.212.
Vrazhdësia e zonës së gdhendur nuk rritet ndjeshëm me rritjen e thellësisë së gravurës. Është zbuluar se temperatura e kërkuar për reaksionin midis diamantit dhe etchant HM është mbi 700°C.
Rezultatet e studimit tregojnë se FeCoB mund të heqë në mënyrë efektive diamantet me një ritëm shumë më të shpejtë sesa vetëm Fe ose Co.
Koha e postimit: 31 gusht 2023