இந்த ஆய்வில், RF sputtering மற்றும் RF-PECVD ஆகியவற்றின் இணை-படிவுகளின் போது மைக்ரோகார்பன் மூலங்களில் தொகுக்கப்பட்ட Cu/Ni நானோ துகள்கள் மற்றும் Cu/Ni நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்தி CO வாயுவைக் கண்டறிவதற்கான உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வு ஆகியவற்றை ஆராய்ந்தோம். துகள்களின் உருவவியல். பட செயலாக்கம் மற்றும் ஃபிராக்டல்/மல்டிபிராக்டல் பகுப்பாய்வு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி 3D அணுசக்தி மைக்ரோகிராஃப்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் மேற்பரப்பு உருவவியல் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. புள்ளியியல் பகுப்பாய்வு MountainsMap® பிரீமியம் மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி மாறுபாட்டின் இருவழி பகுப்பாய்வு (ANOVA) மற்றும் குறைந்தபட்சம் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு சோதனையுடன் செய்யப்பட்டது. மேற்பரப்பு நானோ கட்டமைப்புகள் உள்ளூர் மற்றும் உலகளாவிய குறிப்பிட்ட விநியோகத்தைக் கொண்டுள்ளன. சோதனை மற்றும் உருவகப்படுத்தப்பட்ட ரதர்ஃபோர்ட் பேக்ஸ்கேட்டரிங் ஸ்பெக்ட்ரா நானோ துகள்களின் தரத்தை உறுதிப்படுத்தியது. புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகள் பின்னர் ஒரு கார்பன் டை ஆக்சைடு புகைபோக்கிக்கு வெளிப்படுத்தப்பட்டன மற்றும் ஒரு வாயு உணரியாக அவற்றின் பயன்பாடு உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வு முறையைப் பயன்படுத்தி ஆராயப்பட்டது. தாமிர அடுக்கின் மேல் ஒரு நிக்கல் அடுக்கைச் சேர்ப்பது, உருவவியல் மற்றும் வாயு கண்டறிதல் ஆகிய இரண்டிலும் சுவாரஸ்யமான முடிவுகளைக் காட்டியது. ரூதர்ஃபோர்ட் பேக்ஸ்கேட்டரிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றுடன் மெல்லிய பட மேற்பரப்பு நிலப்பரப்பின் மேம்பட்ட ஸ்டீரியோ பகுப்பாய்வு கலவையானது இந்தத் துறையில் தனித்துவமானது.
கடந்த சில தசாப்தங்களாக விரைவான காற்று மாசுபாடு, குறிப்பாக விரைவான தொழில்மயமாக்கல் காரணமாக, வாயுக்களைக் கண்டறிவதன் முக்கியத்துவத்தைப் பற்றி மேலும் அறிய ஆராய்ச்சியாளர்களைத் தூண்டியுள்ளது. உலோக நானோ துகள்கள் (NP கள்) வாயு உணரிகள் 1,2,3,4 உறுதியளிக்கும் பொருட்களாகக் காட்டப்பட்டுள்ளன, இது உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வு (LSPR) திறன் கொண்ட மெல்லிய உலோகப் படங்களுடன் ஒப்பிடும்போது கூட, வலுவான மற்றும் வலுவாக வரையறுக்கப்பட்ட மின்காந்தத்துடன் எதிரொலிக்கும் ஒரு பொருளாகும். புலங்கள் 5,6,7,8. மலிவான, குறைந்த நச்சு மற்றும் பல்துறை மாற்றம் உலோகமாக, தாமிரம் விஞ்ஞானிகள் மற்றும் தொழில்துறையினரால், குறிப்பாக சென்சார் உற்பத்தியாளர்களால் ஒரு முக்கிய அங்கமாகக் கருதப்படுகிறது. மறுபுறம், நிக்கல் மாற்றம் உலோக வினையூக்கிகள் மற்ற வினையூக்கிகளை விட சிறப்பாக செயல்படுகின்றன10. நானோ அளவிலான Cu/Ni இன் நன்கு அறியப்பட்ட பயன்பாடு அவற்றை இன்னும் முக்கியமானதாக ஆக்குகிறது, குறிப்பாக இணைவு11,12 க்குப் பிறகு அவற்றின் கட்டமைப்பு பண்புகள் மாறாது.
உலோக நானோ துகள்கள் மற்றும் மின்கடத்தா ஊடகத்துடன் அவற்றின் இடைமுகங்கள் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வுகளில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன, அவை வாயு கண்டறிதலுக்கான கட்டுமானத் தொகுதிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரம் மாறும்போது, அதிர்வு அலைநீளம் மற்றும்/அல்லது உறிஞ்சுதல் உச்ச தீவிரம் மற்றும்/அல்லது FWHM ஆகிய மூன்று காரணிகள் 1, 2, 3, 4 ஆல் மாறலாம். நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பரப்புகளில், இது நேரடியாக துகள் அளவு, உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்புடன் தொடர்புடையது. மெல்லிய படலங்களை விட நானோ துகள்களில் உள்ள பிளாஸ்மோன் அதிர்வு, மூலக்கூறுகளை அடையாளம் காண ஒரு பயனுள்ள காரணியாகும். உறிஞ்சுதல்14, ரூயிஸ் மற்றும் பலர் சுட்டிக்காட்டியபடி. நுண்ணிய துகள்களுக்கும் கண்டறிதல் திறனுக்கும் இடையிலான உறவைக் காட்டியது15.
CO வாயுவின் ஒளியியல் கண்டறிதல் குறித்து, AuCo3O416, Au-CuO17 மற்றும் Au-YSZ18 போன்ற சில கூட்டுப் பொருட்கள் இலக்கியத்தில் பதிவாகியுள்ளன. கலவையின் மேற்பரப்பில் வேதியியல் ரீதியாக உறிஞ்சப்பட்ட வாயு மூலக்கூறுகளைக் கண்டறிய உலோக ஆக்சைடுகளுடன் கூடிய உன்னத உலோகமாக தங்கத்தை நாம் நினைக்கலாம், ஆனால் சென்சார்களின் முக்கிய பிரச்சனை அறை வெப்பநிலையில் அவற்றின் எதிர்வினை, அவற்றை அணுக முடியாததாக ஆக்குகிறது.
கடந்த சில தசாப்தங்களாக, அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM) உயர் நானோ அளவிலான தெளிவுத்திறனில் முப்பரிமாண மேற்பரப்பு மைக்ரோமார்பாலஜியை வகைப்படுத்த ஒரு மேம்பட்ட நுட்பமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, ஸ்டீரியோ, ஃபிராக்டல்/மல்டிஃப்ராக்டல் பகுப்பாய்வு23,24,25,26, பவர் ஸ்பெக்ட்ரல் டென்சிட்டி (PSD)27 மற்றும் மின்கோவ்ஸ்கி28 செயல்பாடுகள் ஆகியவை மெல்லிய படங்களின் மேற்பரப்பு நிலப்பரப்பை வகைப்படுத்துவதற்கான அதிநவீன கருவிகளாகும்.
இந்த ஆய்வில், உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வு (LSPR) உறிஞ்சுதலின் அடிப்படையில், அசிட்டிலீன் (C2H2) Cu/Ni NP தடயங்கள் CO வாயு உணரிகளாகப் பயன்படுத்த அறை வெப்பநிலையில் வைக்கப்பட்டன. Rutherford backscatter spectroscopy (RBS) ஆனது AFM படங்களிலிருந்து கலவை மற்றும் உருவ அமைப்பை பகுப்பாய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் 3D நிலப்பரப்பு வரைபடங்கள் MountainsMap® Premium மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி மேற்பரப்பு ஐசோட்ரோபி மற்றும் மேற்பரப்பு நுண்ணுயிரிகளின் அனைத்து கூடுதல் நுண்ணிய அளவுருக்கள் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி செயலாக்கப்பட்டன. மறுபுறம், புதிய அறிவியல் முடிவுகள் தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் இரசாயன வாயு கண்டறிதல் (CO) பயன்பாடுகளில் அதிக ஆர்வம் காட்டுகின்றன. இந்த நானோ துகள்களின் தொகுப்பு, குணாதிசயம் மற்றும் பயன்பாடு ஆகியவற்றை இலக்கியம் முதல் முறையாக தெரிவிக்கிறது.
Cu/Ni நானோ துகள்களின் மெல்லிய படலம் RF sputtering மற்றும் RF-PECVD இணை வைப்பு மூலம் 13.56 MHz மின்சாரம் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது. இந்த முறை வெவ்வேறு பொருட்கள் மற்றும் அளவுகளின் இரண்டு மின்முனைகளைக் கொண்ட ஒரு உலையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. சிறியது ஒரு ஆற்றல்மிக்க மின்முனையாக உலோகமாகும், மேலும் பெரியது ஒன்றுக்கொன்று 5 செமீ தொலைவில் ஒரு துருப்பிடிக்காத எஃகு அறை மூலம் தரையிறக்கப்படுகிறது. SiO 2 அடி மூலக்கூறு மற்றும் Cu இலக்கை அறைக்குள் வைக்கவும், பின்னர் அறை வெப்பநிலையில் அடிப்படை அழுத்தமாக 103 N/m 2 க்கு அறையை வெளியேற்றவும், அறைக்குள் அசிட்டிலீன் வாயுவை அறிமுகப்படுத்தவும், பின்னர் சுற்றுப்புற அழுத்தத்திற்கு அழுத்தம் கொடுக்கவும். இந்தப் படிநிலையில் அசிட்டிலீன் வாயுவைப் பயன்படுத்துவதற்கு இரண்டு முக்கிய காரணங்கள் உள்ளன: முதலாவதாக, இது பிளாஸ்மா உற்பத்திக்கான கேரியர் வாயுவாகவும், இரண்டாவதாக, கார்பனின் சுவடு அளவுகளில் நானோ துகள்களைத் தயாரிப்பதற்காகவும் செயல்படுகிறது. படிவு செயல்முறை முறையே 3.5 N/m2 மற்றும் 80 W இன் ஆரம்ப வாயு அழுத்தம் மற்றும் RF சக்தியில் 30 நிமிடங்களுக்கு மேற்கொள்ளப்பட்டது. பின்னர் வெற்றிடத்தை உடைத்து இலக்கை Ni ஆக மாற்றவும். படிவு செயல்முறை முறையே 2.5 N/m2 மற்றும் 150 W இன் ஆரம்ப வாயு அழுத்தம் மற்றும் RF சக்தியில் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டது. இறுதியாக, அசிட்டிலீன் வளிமண்டலத்தில் வைக்கப்படும் செம்பு மற்றும் நிக்கல் நானோ துகள்கள் தாமிரம்/நிக்கல் நானோ கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. மாதிரி தயாரிப்பு மற்றும் அடையாளங்காட்டிகளுக்கு அட்டவணை 1ஐப் பார்க்கவும்.
புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் 3D படங்கள் 1 μm × 1 μm சதுர ஸ்கேன் பகுதியில் ஒரு நானோமீட்டர் மல்டிமோட் அணுசக்தி நுண்ணோக்கியைப் (டிஜிட்டல் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ், சாண்டா பார்பரா, CA) பயன்படுத்தி 10-20 μm/min ஸ்கேனிங் வேகத்தில் தொடர்பு இல்லாத பயன்முறையில் பதிவு செய்யப்பட்டது. . உடன். 3D AFM நிலப்பரப்பு வரைபடங்களைச் செயலாக்க MountainsMap® Premium மென்பொருள் பயன்படுத்தப்பட்டது. ISO 25178-2:2012 29,30,31 இன் படி, பல உருவவியல் அளவுருக்கள் ஆவணப்படுத்தப்பட்டு விவாதிக்கப்படுகின்றன, உயரம், கோர், தொகுதி, தன்மை, செயல்பாடு, இடம் மற்றும் சேர்க்கை ஆகியவை வரையறுக்கப்படுகின்றன.
புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் தடிமன் மற்றும் கலவை உயர் ஆற்றல் ரூதர்ஃபோர்ட் பேக்ஸ்கேட்டரிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (RBS) ஐப் பயன்படுத்தி MeV இன் வரிசையில் மதிப்பிடப்பட்டது. வாயு ஆய்வு விஷயத்தில், 350 முதல் 850 nm வரையிலான அலைநீள வரம்பில் UV-Vis ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி LSPR ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி பயன்படுத்தப்பட்டது, அதே சமயம் ஒரு பிரதிநிதி மாதிரியானது 5.2 செமீ விட்டம் மற்றும் 13.8 செமீ உயரம் கொண்ட மூடிய துருப்பிடிக்காத எஃகு குவெட்டில் இருந்தது. 99.9% CO வாயு ஓட்ட விகிதத்தின் தூய்மையில் (ஏரியன் வாயுவின் படி Co. IRSQ தரநிலை, 1.6 முதல் 16 l/h வரை 180 வினாடிகள் மற்றும் 600 வினாடிகள்). அறை வெப்பநிலை, சுற்றுப்புற ஈரப்பதம் 19% மற்றும் ஃப்யூம் ஹூட் ஆகியவற்றில் இந்த நடவடிக்கை மேற்கொள்ளப்பட்டது.
மெல்லிய படங்களின் கலவையை பகுப்பாய்வு செய்ய, அயன் சிதறல் நுட்பமாக ரதர்ஃபோர்ட் பேக்ஸ்கேட்டரிங் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி பயன்படுத்தப்படும். இந்த தனித்துவமான முறையானது குறிப்பு தரத்தைப் பயன்படுத்தாமல் அளவீடு செய்ய அனுமதிக்கிறது. RBS பகுப்பாய்வு மாதிரியில் MeV மற்றும் He2+ அயனிகள் கொடுக்கப்பட்ட கோணத்தில் பின்னோக்கிச் சிதறியதில் அதிக ஆற்றல்களை (He2+ அயனிகள், அதாவது ஆல்பா துகள்கள்) அளவிடுகிறது. SIMNRA குறியீடு நேர்கோடுகள் மற்றும் வளைவுகளை மாதிரியாக்குவதில் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது, மேலும் சோதனை RBS ஸ்பெக்ட்ராவுடனான அதன் தொடர்பு, தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் தரத்தைக் காட்டுகிறது. Cu/Ni NP மாதிரியின் RBS ஸ்பெக்ட்ரம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இதில் சிவப்புக் கோடு சோதனை RBS ஸ்பெக்ட்ரம் ஆகும், மேலும் நீலக் கோடு SIMNRA நிரலின் உருவகப்படுத்துதலாகும், இரண்டு நிறமாலை கோடுகளும் நன்றாக இருப்பதைக் காணலாம். ஒப்பந்தம். மாதிரியில் உள்ள தனிமங்களை அடையாளம் காண 1985 keV ஆற்றல் கொண்ட ஒரு சம்பவ கற்றை பயன்படுத்தப்பட்டது. மேல் அடுக்கின் தடிமன் சுமார் 40 1E15Atom/cm2 ஆகும், இதில் 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C மற்றும் 0.02% Fe உள்ளது. Fe ஆனது sputtering போது Ni இலக்கில் உள்ள அசுத்தங்களுடன் தொடர்புடையது. அடிப்படையான Cu மற்றும் Ni இன் சிகரங்கள் முறையே 1500 keV ஆகவும், C மற்றும் O2 இன் உச்சங்கள் முறையே 426 keV மற்றும் 582 keV ஆகவும் தெரியும். Na, Si மற்றும் Fe படிகள் முறையே 870 keV, 983 keV, 1340 keV மற்றும் 1823 keV ஆகும்.
Cu மற்றும் Cu/Ni NP பட மேற்பரப்புகளின் சதுர 3D நிலப்பரப்பு AFM படங்கள் படம். 2. கூடுதலாக, ஒவ்வொரு உருவத்திலும் வழங்கப்பட்ட 2D நிலப்பரப்பு, திரைப்பட மேற்பரப்பில் காணப்பட்ட NPகள் கோள வடிவங்களில் ஒன்றிணைவதைக் காட்டுகிறது, மேலும் இந்த உருவவியல் கோட்செலாஹி மற்றும் அர்மண்ட்32 மற்றும் அர்மண்ட் மற்றும் பலர் விவரித்ததைப் போன்றது. எவ்வாறாயினும், எங்கள் Cu NP கள் ஒருங்கிணைக்கப்படவில்லை, மேலும் Cu மட்டுமே கொண்ட மாதிரியானது கடினமானவற்றை விட சிறந்த சிகரங்களுடன் குறிப்பிடத்தக்க மென்மையான மேற்பரப்பைக் காட்டியது (படம் 2a). மாறாக, CuNi15 மற்றும் CuNi20 மாதிரிகளில் உள்ள திறந்த சிகரங்கள், படம் 2a மற்றும் b இல் உள்ள உயர விகிதத்தால் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெளிப்படையான கோள வடிவம் மற்றும் அதிக தீவிரம் கொண்டவை. திரைப்பட உருவ அமைப்பில் வெளிப்படையான மாற்றம், நிக்கல் படிவு நேரத்தால் பாதிக்கப்படும் வெவ்வேறு நிலப்பரப்பு இடஞ்சார்ந்த கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது.
Cu (a), CuNi15 (b) மற்றும் CuNi20 (c) மெல்லிய படங்களின் AFM படங்கள். ஒவ்வொரு படத்திலும் பொருத்தமான 2டி வரைபடங்கள், உயர விநியோகங்கள் மற்றும் அபோட் ஃபயர்ஸ்டோன் வளைவுகள் உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளன.
FIG இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி காஸியன் பொருத்தத்தைப் பயன்படுத்தி 100 நானோ துகள்களை அளப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட விட்டம் விநியோக வரைபடத்திலிருந்து நானோ துகள்களின் சராசரி தானிய அளவு மதிப்பிடப்பட்டது. Cu மற்றும் CuNi15 ஆகியவை ஒரே சராசரி தானிய அளவுகளை (27.7 மற்றும் 28.8 nm) கொண்டிருப்பதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் CuNi20 சிறிய தானியங்களைக் (23.2 nm) கொண்டுள்ளது, இது கோட்செலாஹி மற்றும் பலர் அறிக்கை செய்த மதிப்பிற்கு அருகில் உள்ளது. 34 (சுமார் 24 என்எம்). பைமெட்டாலிக் அமைப்புகளில், உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோன் அதிர்வுகளின் உச்சங்கள் தானிய அளவு மாற்றத்துடன் மாறலாம்35. இது சம்பந்தமாக, நீண்ட Ni படிவு நேரம் நமது அமைப்பின் Cu/Ni மெல்லிய படங்களின் மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோனிக் பண்புகளை பாதிக்கிறது என்று முடிவு செய்யலாம்.
AFM நிலப்பரப்பில் இருந்து பெறப்பட்ட (a) Cu, (b) CuNi15 மற்றும் (c) CuNi20 மெல்லிய படங்களின் துகள் அளவு விநியோகம்.
மெல்லிய படங்களில் நிலப்பரப்பு கட்டமைப்புகளின் இடஞ்சார்ந்த கட்டமைப்பில் மொத்த உருவவியல் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அட்டவணை 2 AFM வரைபடத்துடன் தொடர்புடைய உயரம் சார்ந்த நிலப்பரப்பு அளவுருக்களை பட்டியலிடுகிறது, இது சராசரி கடினத்தன்மை (Sa), வளைவு (Ssk) மற்றும் குர்டோசிஸ் (Sku) ஆகியவற்றின் நேர மதிப்புகளால் விவரிக்கப்படலாம். Sa மதிப்புகள் முறையே 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) மற்றும் 5.34 nm (CuNi20) ஆகும், இது Ni படிவு நேரத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் படங்கள் கடினமானதாக மாறுவதை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த மதிப்புகள் அர்மான் மற்றும் பலர் (1–4 nm), கோட்செலாஹி மற்றும் பலர்.34 (1–1.05 nm) மற்றும் Zelu et al.36 (1.91–6.32 nm) ஆகியோரால் முன்னர் அறிக்கையிடப்பட்ட மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கது. Cu/Ni NPகளின் படங்களை டெபாசிட் செய்ய இந்த முறைகளைப் பயன்படுத்தி sputtering செய்யப்பட்டது. இருப்பினும், கோஷ் மற்றும் பலர்.37 Cu/Ni மல்டிலேயர்களை எலக்ட்ரோடெபோசிஷன் மூலம் டெபாசிட் செய்தார்கள் மற்றும் அதிக கடினத்தன்மை மதிப்புகளைப் புகாரளித்தனர், வெளிப்படையாக 13.8 முதல் 36 nm வரம்பில். வெவ்வேறு படிவு முறைகளால் மேற்பரப்பு உருவாக்கத்தின் இயக்கவியலில் உள்ள வேறுபாடுகள் வெவ்வேறு இடஞ்சார்ந்த வடிவங்களுடன் மேற்பரப்புகளை உருவாக்க வழிவகுக்கும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். ஆயினும்கூட, RF-PECVD முறையானது 6.32 nm க்கு மிகாமல் கடினத்தன்மை கொண்ட Cu/Ni NPகளின் படங்களைப் பெறுவதற்கு பயனுள்ளதாக இருப்பதைக் காணலாம்.
உயர சுயவிவரத்தைப் பொறுத்தவரை, உயர்-வரிசை புள்ளியியல் தருணங்கள் Ssk மற்றும் Sku ஆகியவை முறையே உயர விநியோகத்தின் சமச்சீரற்ற தன்மை மற்றும் இயல்பான தன்மையுடன் தொடர்புடையவை. அனைத்து Ssk மதிப்புகளும் நேர்மறையாக உள்ளன (Ssk > 0), நீளமான வலது வால்38 ஐக் குறிக்கிறது, இது இன்செட் 2 இல் உள்ள உயரப் பகிர்வுத் திட்டத்தால் உறுதிப்படுத்தப்படலாம். கூடுதலாக, அனைத்து உயர சுயவிவரங்களும் கூர்மையான உச்சம் 39 (Sku > 3) மூலம் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. , வளைவு உயரம் பரவல் காஸியன் மணி வளைவை விட குறைவான தட்டையானது என்பதை நிரூபிக்கிறது. உயரப் பரவல் திட்டத்தில் உள்ள சிவப்புக் கோடு அபோட்-ஃபயர்ஸ்டோன் 40 வளைவு ஆகும், இது தரவுகளின் இயல்பான விநியோகத்தை மதிப்பிடுவதற்கான பொருத்தமான புள்ளியியல் முறையாகும். இந்தக் கோடு உயர வரைபடத்தின் ஒட்டுமொத்தத் தொகையிலிருந்து பெறப்படுகிறது, அங்கு மிக உயர்ந்த உச்சம் மற்றும் ஆழமான பள்ளம் அவற்றின் குறைந்தபட்ச (0%) மற்றும் அதிகபட்ச (100%) மதிப்புகளுடன் தொடர்புடையது. இந்த அபோட்-ஃபயர்ஸ்டோன் வளைவுகள் y-அச்சில் மென்மையான S-வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, மேலும் எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும் கடினமான மற்றும் மிகவும் தீவிரமான உச்சத்திலிருந்து தொடங்கி, மூடப்பட்ட பரப்பளவைக் கடக்கும் பொருளின் சதவீதத்தில் முற்போக்கான அதிகரிப்பைக் காட்டுகின்றன. இது மேற்பரப்பின் இடஞ்சார்ந்த கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது, இது முக்கியமாக நிக்கல் படிவு நேரத்தால் பாதிக்கப்படுகிறது.
AFM படங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒவ்வொரு மேற்பரப்புடனும் தொடர்புடைய குறிப்பிட்ட ISO உருவவியல் அளவுருக்களை அட்டவணை 3 பட்டியலிடுகிறது. பரப்பளவு மற்றும் பொருள் விகிதம் (Smr) மற்றும் பொருள் விகிதம் (Smc) ஆகியவை மேற்பரப்பு செயல்பாட்டு அளவுருக்கள் என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. எடுத்துக்காட்டாக, மேற்பரப்பின் இடைநிலை விமானத்திற்கு மேலே உள்ள பகுதி அனைத்து படங்களிலும் முற்றிலும் உச்சத்தில் இருப்பதை எங்கள் முடிவுகள் காட்டுகின்றன (Smr = 100%). இருப்பினும், Smr இன் மதிப்புகள் நிலப்பரப்பின் தாங்கி பகுதி குணகத்தின் வெவ்வேறு உயரங்களிலிருந்து பெறப்படுகின்றன, ஏனெனில் Smc அளவுரு அறியப்படுகிறது. Cu → CuNi20 இலிருந்து கடினத்தன்மை அதிகரிப்பதன் மூலம் Smc இன் நடத்தை விளக்கப்படுகிறது, அங்கு CuNi20 க்கு பெறப்பட்ட மிக உயர்ந்த கடினத்தன்மை Smc ~ 13 nm ஐ அளிக்கிறது, அதே நேரத்தில் Cu இன் மதிப்பு சுமார் 8 nm ஆகும்.
கலத்தல் அளவுருக்கள் RMS சாய்வு (Sdq) மற்றும் வளர்ந்த இடைமுகப் பகுதி விகிதம் (Sdr) ஆகியவை அமைப்பு பிளாட்னெஸ் மற்றும் சிக்கலான தன்மையுடன் தொடர்புடைய அளவுருக்கள். Cu → CuNi20 இலிருந்து, Sdq மதிப்புகள் 7 முதல் 21 வரை இருக்கும், இது Ni அடுக்கு 20 நிமிடங்களுக்கு டெபாசிட் செய்யப்படும்போது படங்களில் நிலப்பரப்பு முறைகேடுகள் அதிகரிக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது. CuNi20 இன் மேற்பரப்பு Cu போல தட்டையானது அல்ல என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். கூடுதலாக, Sdr அளவுருவின் மதிப்பு, மேற்பரப்பு மைக்ரோடெக்சரின் சிக்கலான தன்மையுடன் தொடர்புடையது, Cu → CuNi20 இலிருந்து அதிகரிக்கிறது. Kamble et al.42 இன் ஆய்வின்படி, Sdr ஐ அதிகரிப்பதன் மூலம் மேற்பரப்பு நுண்ணிய கட்டமைப்பின் சிக்கலானது அதிகரிக்கிறது, Cu படங்களுடன் ஒப்பிடும்போது CuNi20 (Sdr = 945%) மிகவும் சிக்கலான மேற்பரப்பு நுண் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது (Sdr = 229%). . உண்மையில், கட்டமைப்பின் நுண்ணிய சிக்கலான மாற்றம், கரடுமுரடான சிகரங்களின் விநியோகம் மற்றும் வடிவத்தில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, இது உச்ச அடர்த்தி (Spd) மற்றும் எண்கணித சராசரி உச்ச வளைவு (Spc) ஆகியவற்றின் சிறப்பியல்பு அளவுருக்களிலிருந்து கவனிக்கப்படுகிறது. இது சம்பந்தமாக, Cu → CuNi20 இலிருந்து Spd அதிகரிக்கிறது, இது Ni அடுக்கு தடிமன் அதிகரிப்புடன் சிகரங்கள் மிகவும் அடர்த்தியாக ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, Spc Cu→CuNi20 இலிருந்து அதிகரிக்கிறது, இது Cu மாதிரியின் மேற்பரப்பின் உச்ச வடிவம் மிகவும் வட்டமானது (Spc = 612), அதே சமயம் CuNi20 கூர்மையானது (Spc = 925).
ஒவ்வொரு படத்தின் தோராயமான விவரக்குறிப்பும் மேற்பரப்பின் உச்சம், மையப்பகுதி மற்றும் பள்ளமான பகுதிகளில் தனித்துவமான இடஞ்சார்ந்த வடிவங்களைக் காட்டுகிறது. மையத்தின் உயரம் (Sk), குறையும் உச்சம் (Spk) (கோர்க்கு மேலே), மற்றும் தொட்டி (Svk) (மையத்திற்கு கீழே) 31,43 ஆகியவை மேற்பரப்பு விமானத்திற்கு செங்குத்தாக அளவிடப்படும் அளவுருக்கள் மற்றும் Cu → CuNi20 இலிருந்து அதிகரிக்கும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு. இதேபோல், உச்சப் பொருள் (Vmp), கோர் மெட்டீரியல் (Vmc), ட்ரூ வெய்ட் (Vvv) மற்றும் கோர் வெற்றிட அளவு (Vvc)31 ஆகியவை Cu → CuNi20 இலிருந்து அனைத்து மதிப்புகளும் அதிகரிக்கும் அதே போக்கைக் காட்டுகின்றன. CuNi20 மேற்பரப்பு மற்ற மாதிரிகளை விட அதிக திரவத்தை வைத்திருக்க முடியும் என்பதை இந்த நடத்தை குறிக்கிறது, இது நேர்மறையானது, இந்த மேற்பரப்பு ஸ்மியர் செய்ய எளிதானது என்று பரிந்துரைக்கிறது44. எனவே, நிக்கல் அடுக்கின் தடிமன் CuNi15 → CuNi20 இலிருந்து அதிகரிப்பதால், நிலப்பரப்பு சுயவிவரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உயர்-வரிசை உருவவியல் அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்குப் பின்தங்கி, மேற்பரப்பு நுண் அமைப்பு மற்றும் படத்தின் இடஞ்சார்ந்த வடிவத்தை பாதிக்கிறது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
வணிகரீதியான MountainsMap45 மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி AFM நிலப்பரப்பு வரைபடத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் திரைப்பட மேற்பரப்பின் நுண்ணிய அமைப்புமுறையின் தரமான மதிப்பீடு பெறப்பட்டது. ரெண்டரிங் படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு பிரதிநிதி பள்ளம் மற்றும் மேற்பரப்பைப் பொறுத்து ஒரு துருவ சதி ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது. அட்டவணை 4 ஸ்லாட் மற்றும் இட விருப்பங்களை பட்டியலிடுகிறது. பள்ளங்களின் படங்கள், மாதிரியானது பள்ளங்களின் உச்சரிக்கப்படும் ஒருமைப்பாட்டைக் கொண்ட சேனல்களின் ஒத்த அமைப்பால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. இருப்பினும், அதிகபட்ச பள்ளம் ஆழம் (MDF) மற்றும் சராசரி பள்ளம் ஆழம் (MDEF) ஆகிய இரண்டிற்கான அளவுருக்கள் Cu இலிருந்து CuNi20 க்கு அதிகரிக்கின்றன, இது CuNi20 இன் லூப்ரிசிட்டி திறனைப் பற்றிய முந்தைய அவதானிப்புகளை உறுதிப்படுத்துகிறது. Cu (படம் 4a) மற்றும் CuNi15 (படம் 4b) மாதிரிகள் நடைமுறையில் ஒரே வண்ண அளவீடுகளைக் கொண்டுள்ளன, இது Ni படம் 15 க்கு டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பிறகு Cu பட மேற்பரப்பின் நுண் அமைப்பு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களுக்கு உள்ளாகவில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. நிமிடம் மாறாக, CuNi20 மாதிரி (படம் 4c) வெவ்வேறு வண்ண அளவுகளுடன் சுருக்கங்களை வெளிப்படுத்துகிறது, இது அதன் உயர் MDF மற்றும் MDEF மதிப்புகளுடன் தொடர்புடையது.
Cu (a), CuNi15 (b), மற்றும் CuNi20 (c) படங்களின் மைக்ரோடெக்சர்களின் பள்ளங்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு ஐசோட்ரோபி.
அத்தியில் உள்ள துருவ வரைபடம். 4 மேற்பரப்பு நுண்ணிய அமைப்பு வேறுபட்டது என்பதைக் காட்டுகிறது. ஒரு Ni அடுக்கின் படிவு இடஞ்சார்ந்த வடிவத்தை கணிசமாக மாற்றுகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. மாதிரிகளின் கணக்கிடப்பட்ட மைக்ரோடெக்சுரல் ஐசோட்ரோபி 48% (Cu), 80% (CuNi15) மற்றும் 81% (CuNi20) ஆகும். Ni அடுக்கின் படிவு அதிக ஐசோட்ரோபிக் மைக்ரோடெக்சர் உருவாவதற்கு பங்களிப்பதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் ஒற்றை அடுக்கு Cu படம் அதிக அனிசோட்ரோபிக் மேற்பரப்பு மைக்ரோடெக்சரைக் கொண்டுள்ளது. கூடுதலாக, Cu மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது CuNi15 மற்றும் CuNi20 ஆகியவற்றின் மேலாதிக்க இடஞ்சார்ந்த அதிர்வெண்கள் அவற்றின் பெரிய தன்னியக்க நீளம் (Sal)44 காரணமாக குறைவாக உள்ளன. இந்த மாதிரிகள் (Std = 2.5° மற்றும் Std = 3.5°) காட்டப்படும் ஒத்த தானிய நோக்குநிலையுடன் இதுவும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் Cu மாதிரிக்கு (Std = 121°) மிகப் பெரிய மதிப்பு பதிவு செய்யப்பட்டது. இந்த முடிவுகளின் அடிப்படையில், அனைத்து படங்களும் வெவ்வேறு உருவவியல், நிலப்பரப்பு சுயவிவரங்கள் மற்றும் கடினத்தன்மை காரணமாக நீண்ட தூர இட மாறுபாடுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. எனவே, இந்த முடிவுகள் Ni அடுக்கு படிவு நேரம் CuNi பைமெட்டாலிக் sputtered பரப்புகளை உருவாக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது என்பதை நிரூபிக்கிறது.
அறை வெப்பநிலை மற்றும் வெவ்வேறு CO வாயுப் பாய்வுகளில் காற்றில் உள்ள Cu/Ni NP களின் LSPR நடத்தையைப் படிக்க, UV-Vis உறிஞ்சுதல் நிறமாலை 350-800 nm அலைநீள வரம்பில் பயன்படுத்தப்பட்டது, CuNi15 மற்றும் CuNi20 க்கு படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெவ்வேறு CO வாயு ஓட்ட அடர்த்தியை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம், பயனுள்ள LSPR CuNi15 உச்சம் பரந்ததாக மாறும், உறிஞ்சுதல் வலுவாக இருக்கும், மேலும் உச்சமானது அதிக அலைநீளங்களுக்கு (ரெட்ஷிஃப்ட்) மாறும், காற்றோட்டத்தில் 597.5 nm இலிருந்து 16 L/h 606.0 nm ஆக இருக்கும். 180 வினாடிகளுக்கு CO ஓட்டம், 606.5 nm, CO ஓட்டம் 16 l/h 600 வினாடிகள். மறுபுறம், CuNi20 வேறுபட்ட நடத்தையை வெளிப்படுத்துகிறது, எனவே CO வாயு ஓட்டத்தின் அதிகரிப்பு LSPR உச்ச அலைநீள நிலையில் (ப்ளூஷிஃப்ட்) காற்று ஓட்டத்தில் 600.0 nm இலிருந்து 180 வினாடிகளுக்கு 16 l/h CO ஓட்டத்தில் 589.5 nm ஆக குறைகிறது. . 589.1 nm இல் 600 வினாடிகளுக்கு 16 l/h CO ஓட்டம். CuNi15 ஐப் போலவே, CuNi20 க்கான ஒரு பரந்த உச்சத்தையும் அதிகரித்த உறிஞ்சுதல் தீவிரத்தையும் நாம் காணலாம். Cu இல் Ni அடுக்கின் தடிமன் அதிகரிப்பதோடு, CuNi15 க்கு பதிலாக CuNi20 நானோ துகள்களின் அளவு மற்றும் எண்ணிக்கையில் அதிகரிப்புடன், Cu மற்றும் Ni துகள்கள் ஒன்றையொன்று அணுகுவதால், மின்னணு அலைவுகளின் வீச்சு அதிகரிக்கிறது என்று மதிப்பிடலாம். , மற்றும், இதன் விளைவாக, அதிர்வெண் அதிகரிக்கிறது. அதாவது: அலைநீளம் குறைகிறது, நீல மாற்றம் ஏற்படுகிறது.
இடுகை நேரம்: ஆகஸ்ட்-16-2023