ఈ అధ్యయనంలో, మేము RF స్పుట్టరింగ్ మరియు RF-PECVD ద్వారా సహ-నిక్షేపణ సమయంలో మైక్రోకార్బన్ మూలాలలో సంశ్లేషణ చేయబడిన Cu/Ni నానోపార్టికల్స్‌ను పరిశోధించాము, అలాగే Cu/Ni నానోపార్టికల్స్‌ని ఉపయోగించి CO వాయువును గుర్తించడానికి స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ ప్రతిధ్వనిని పరిశోధించాము. కణాల స్వరూపం. ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఫ్రాక్టల్/మల్టీఫ్రాక్టల్ విశ్లేషణ పద్ధతులను ఉపయోగించి 3D అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లను విశ్లేషించడం ద్వారా ఉపరితల స్వరూపం అధ్యయనం చేయబడింది. MountainsMap® ప్రీమియం సాఫ్ట్‌వేర్‌ని ఉపయోగించి రెండు-మార్గం విశ్లేషణ (ANOVA) మరియు తక్కువ ముఖ్యమైన వ్యత్యాస పరీక్షతో గణాంక విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. ఉపరితల నానోస్ట్రక్చర్‌లు స్థానిక మరియు ప్రపంచ నిర్దిష్ట పంపిణీని కలిగి ఉంటాయి. ప్రయోగాత్మక మరియు అనుకరణ రూథర్‌ఫోర్డ్ బ్యాక్‌స్కాటరింగ్ స్పెక్ట్రా నానోపార్టికల్స్ నాణ్యతను నిర్ధారించింది. తాజాగా తయారుచేసిన నమూనాలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ చిమ్నీకి బహిర్గతమయ్యాయి మరియు స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ రెసొనెన్స్ పద్ధతిని ఉపయోగించి గ్యాస్ సెన్సార్‌గా వాటి ఉపయోగం పరిశోధించబడింది. రాగి పొర పైన నికెల్ పొరను జోడించడం వలన పదనిర్మాణం మరియు గ్యాస్ డిటెక్షన్ పరంగా ఆసక్తికరమైన ఫలితాలు కనిపించాయి. రూథర్‌ఫోర్డ్ బ్యాక్‌స్కాటరింగ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ మరియు స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ విశ్లేషణతో సన్నని ఫిల్మ్ ఉపరితల స్థలాకృతి యొక్క అధునాతన స్టీరియో విశ్లేషణ కలయిక ఈ రంగంలో ప్రత్యేకమైనది.
గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా వేగవంతమైన వాయు కాలుష్యం, ముఖ్యంగా వేగవంతమైన పారిశ్రామికీకరణ కారణంగా, వాయువులను గుర్తించడం యొక్క ప్రాముఖ్యత గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి పరిశోధకులను ప్రేరేపించింది. మెటల్ నానోపార్టికల్స్ (NPలు) బలమైన మరియు బలమైన పరిమిత విద్యుదయస్కాంతంతో ప్రతిధ్వనించే పదార్ధం స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ రెసొనెన్స్ (LSPR) సామర్థ్యం గల సన్నని మెటల్ ఫిల్మ్‌లతో పోల్చినప్పుడు కూడా గ్యాస్ సెన్సార్‌లకు 1,2,3,4 మంచి పదార్థాలుగా చూపబడ్డాయి. ఫీల్డ్‌లు 5,6,7,8. చవకైన, తక్కువ-టాక్సిక్ మరియు బహుముఖ పరివర్తన మెటల్‌గా, రాగిని శాస్త్రవేత్తలు మరియు పరిశ్రమలు, ముఖ్యంగా సెన్సార్ తయారీదారులు ఒక ముఖ్యమైన అంశంగా పరిగణిస్తారు. మరోవైపు, నికెల్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఉత్ప్రేరకాలు ఇతర ఉత్ప్రేరకాల కంటే మెరుగ్గా పనిచేస్తాయి. నానోస్కేల్ వద్ద Cu/Ni యొక్క బాగా తెలిసిన అప్లికేషన్ వాటిని మరింత ముఖ్యమైనదిగా చేస్తుంది, ప్రత్యేకించి వాటి నిర్మాణ లక్షణాలు ఫ్యూజన్ 11,12 తర్వాత మారవు.
లోహ నానోపార్టికల్స్ మరియు విద్యుద్వాహక మాధ్యమంతో వాటి ఇంటర్‌ఫేస్‌లు స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ ప్రతిధ్వనిలో గణనీయమైన మార్పులను ప్రదర్శిస్తుండగా, అవి గ్యాస్ డిటెక్షన్ కోసం బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. శోషణ స్పెక్ట్రం మారినప్పుడు, ప్రతిధ్వని తరంగదైర్ఘ్యం మరియు/లేదా శోషణ గరిష్ట తీవ్రత మరియు/లేదా FWHM యొక్క మూడు కారకాలు 1, 2, 3, 4 ద్వారా మారవచ్చు. నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఉపరితలాలపై, నేరుగా కణాల పరిమాణం, స్థానికీకరించిన ఉపరితలంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. సన్నని చలనచిత్రాలలో కాకుండా నానోపార్టికల్స్‌లో ప్లాస్మోన్ రెసొనెన్స్ పరమాణువును గుర్తించడానికి ప్రభావవంతమైన అంశం. absorption14, రూయిజ్ మరియు ఇతరులు కూడా ఎత్తి చూపారు. చక్కటి కణాలు మరియు గుర్తింపు సామర్థ్యం మధ్య సంబంధాన్ని చూపించింది15.
CO వాయువు యొక్క ఆప్టికల్ గుర్తింపుకు సంబంధించి, AuCo3O416, Au-CuO17 మరియు Au-YSZ18 వంటి కొన్ని మిశ్రమ పదార్థాలు సాహిత్యంలో నివేదించబడ్డాయి. మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలంపై రసాయనికంగా శోషించబడిన వాయువు అణువులను గుర్తించడానికి మెటల్ ఆక్సైడ్‌లతో కలిపిన ఒక నోబుల్ మెటల్‌గా మనం బంగారాన్ని భావించవచ్చు, అయితే సెన్సార్‌లతో ఉన్న ప్రధాన సమస్య గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటి ప్రతిచర్య, వాటిని యాక్సెస్ చేయలేనిదిగా చేస్తుంది.
గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా, అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ (AFM) అధిక నానోస్కేల్ రిజల్యూషన్‌లో త్రిమితీయ ఉపరితల మైక్రోమార్ఫాలజీని వర్గీకరించడానికి అధునాతన సాంకేతికతగా ఉపయోగించబడింది. అదనంగా, స్టీరియో, ఫ్రాక్టల్/మల్టీఫ్రాక్టల్ అనాలిసిస్23,24,25,26, పవర్ స్పెక్ట్రల్ డెన్సిటీ (PSD)27 మరియు మింకోవ్స్కీ28 ఫంక్షనల్‌లు సన్నని ఫిల్మ్‌ల ఉపరితల స్థలాకృతిని వర్గీకరించడానికి అత్యాధునిక సాధనాలు.
ఈ అధ్యయనంలో, స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ రెసొనెన్స్ (LSPR) శోషణ ఆధారంగా, ఎసిటిలీన్ (C2H2) Cu/Ni NP జాడలు CO గ్యాస్ సెన్సార్‌లుగా ఉపయోగించడానికి గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద జమ చేయబడ్డాయి. AFM చిత్రాల నుండి కూర్పు మరియు పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని విశ్లేషించడానికి రూథర్‌ఫోర్డ్ బ్యాక్‌స్కాటర్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (RBS) ఉపయోగించబడింది మరియు ఉపరితల ఐసోట్రోపి మరియు ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్‌ల యొక్క అన్ని అదనపు మైక్రోమోర్ఫోలాజికల్ పారామితులను అధ్యయనం చేయడానికి MountainsMap® ప్రీమియం సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించి 3D టోపోగ్రాఫిక్ మ్యాప్‌లు ప్రాసెస్ చేయబడ్డాయి. మరోవైపు, కొత్త శాస్త్రీయ ఫలితాలు పారిశ్రామిక ప్రక్రియలకు అన్వయించవచ్చు మరియు రసాయన వాయువు గుర్తింపు (CO) కోసం అనువర్తనాల్లో గొప్ప ఆసక్తిని కలిగి ఉంటాయి. సాహిత్యం మొదటిసారిగా ఈ నానోపార్టికల్ యొక్క సంశ్లేషణ, క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు అప్లికేషన్‌ను నివేదిస్తుంది.
13.56 MHz విద్యుత్ సరఫరాతో RF స్పుట్టరింగ్ మరియు RF-PECVD కో-డిపాజిషన్ ద్వారా Cu/Ni నానోపార్టికల్స్ యొక్క పలుచని ఫిల్మ్ తయారు చేయబడింది. ఈ పద్ధతి వివిధ పదార్థాలు మరియు పరిమాణాల రెండు ఎలక్ట్రోడ్లతో రియాక్టర్పై ఆధారపడి ఉంటుంది. చిన్నది ఒక శక్తితో కూడిన ఎలక్ట్రోడ్‌గా మెటల్, మరియు పెద్దది ఒకదానికొకటి 5 సెంటీమీటర్ల దూరంలో ఉన్న స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ చాంబర్ ద్వారా గ్రౌన్దేడ్ చేయబడుతుంది. SiO 2 సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు Cu లక్ష్యాన్ని చాంబర్‌లో ఉంచండి, ఆపై గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద బేస్ ప్రెజర్‌గా 103 N/m 2కి గదిని ఖాళీ చేయండి, గదిలోకి ఎసిటిలీన్ వాయువును ప్రవేశపెట్టండి, ఆపై పరిసర పీడనానికి ఒత్తిడి చేయండి. ఈ దశలో ఎసిటిలీన్ వాయువును ఉపయోగించటానికి రెండు ప్రధాన కారణాలు ఉన్నాయి: ముందుగా, ఇది ప్లాస్మా ఉత్పత్తికి క్యారియర్ గ్యాస్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు రెండవది, కార్బన్ యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలలో నానోపార్టికల్స్ తయారీకి. నిక్షేపణ ప్రక్రియ ప్రారంభ గ్యాస్ పీడనం మరియు 3.5 N/m2 మరియు 80 W యొక్క RF శక్తి వద్ద 30 నిమిషాలు నిర్వహించబడింది. అప్పుడు వాక్యూమ్‌ను బ్రేక్ చేసి, లక్ష్యాన్ని Niకి మార్చండి. నిక్షేపణ ప్రక్రియ ప్రారంభ వాయువు పీడనం మరియు RF శక్తి వరుసగా 2.5 N/m2 మరియు 150 W వద్ద పునరావృతమైంది. చివరగా, ఎసిటిలీన్ వాతావరణంలో నిక్షిప్తం చేయబడిన రాగి మరియు నికెల్ నానోపార్టికల్స్ రాగి/నికెల్ నానోస్ట్రక్చర్లను ఏర్పరుస్తాయి. నమూనా తయారీ మరియు ఐడెంటిఫైయర్ల కోసం టేబుల్ 1 చూడండి.
10-20 μm/నిమి స్కానింగ్ వేగంతో నాన్-కాంటాక్ట్ మోడ్‌లో నానోమీటర్ మల్టీమోడ్ అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోప్ (డిజిటల్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, శాంటా బార్బరా, CA)ని ఉపయోగించి 1 μm × 1 μm చదరపు స్కాన్ ప్రాంతంలో తాజాగా తయారు చేయబడిన నమూనాల 3D చిత్రాలు రికార్డ్ చేయబడ్డాయి. . తో. 3D AFM టోపోగ్రాఫిక్ మ్యాప్‌లను ప్రాసెస్ చేయడానికి MountainsMap® ప్రీమియం సాఫ్ట్‌వేర్ ఉపయోగించబడింది. ISO 25178-2:2012 29,30,31 ప్రకారం, అనేక పదనిర్మాణ పారామితులు డాక్యుమెంట్ చేయబడ్డాయి మరియు చర్చించబడ్డాయి, ఎత్తు, కోర్, వాల్యూమ్, క్యారెక్టర్, ఫంక్షన్, స్పేస్ మరియు కాంబినేషన్ నిర్వచించబడ్డాయి.
హై-ఎనర్జీ రూథర్‌ఫోర్డ్ బ్యాక్‌స్కాటరింగ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (RBS)ని ఉపయోగించి MeV క్రమంలో తాజాగా తయారు చేయబడిన నమూనాల మందం మరియు కూర్పు అంచనా వేయబడింది. గ్యాస్ ప్రోబింగ్ విషయంలో, LSPR స్పెక్ట్రోస్కోపీని 350 నుండి 850 nm వరకు తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో UV-Vis స్పెక్ట్రోమీటర్ ఉపయోగించి ఉపయోగించారు, అయితే ప్రతినిధి నమూనా 5.2 సెం.మీ వ్యాసం మరియు 13.8 సెం.మీ ఎత్తుతో క్లోజ్డ్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ క్యూవెట్‌లో ఉంది. 99.9 % CO గ్యాస్ ఫ్లో రేట్ స్వచ్ఛతతో (ఏరియన్ గ్యాస్ ప్రకారం Co. IRSQ ప్రమాణం, 180 సెకన్లు మరియు 600 సెకన్లకు 1.6 నుండి 16 l/h). ఈ దశ గది ఉష్ణోగ్రత, పరిసర తేమ 19% మరియు ఫ్యూమ్ హుడ్ వద్ద నిర్వహించబడింది.
రూథర్‌ఫోర్డ్ బ్యాక్‌స్కాటరింగ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ అయాన్ స్కాటరింగ్ టెక్నిక్‌గా సన్నని ఫిల్మ్‌ల కూర్పును విశ్లేషించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్రత్యేక పద్ధతి సూచన ప్రమాణాన్ని ఉపయోగించకుండా పరిమాణాన్ని అనుమతిస్తుంది. RBS విశ్లేషణ అధిక శక్తులను (He2+ అయాన్లు, అనగా ఆల్ఫా పార్టికల్స్) నమూనాపై MeV మరియు He2+ అయాన్‌లను ఇచ్చిన కోణంలో బ్యాక్‌స్కాటర్‌పై కొలుస్తుంది. SIMNRA కోడ్ సరళ రేఖలు మరియు వక్రతలను మోడలింగ్ చేయడంలో ఉపయోగపడుతుంది మరియు ప్రయోగాత్మక RBS స్పెక్ట్రాకు దాని అనురూప్యం సిద్ధం చేయబడిన నమూనాల నాణ్యతను చూపుతుంది. Cu/Ni NP నమూనా యొక్క RBS స్పెక్ట్రమ్ మూర్తి 1లో చూపబడింది, ఇక్కడ ఎరుపు రేఖ ప్రయోగాత్మక RBS స్పెక్ట్రమ్, మరియు బ్లూ లైన్ అనేది SIMNRA ప్రోగ్రామ్ యొక్క అనుకరణ, రెండు స్పెక్ట్రల్ లైన్‌లు బాగా ఉన్నాయని చూడవచ్చు. ఒప్పందం. నమూనాలోని మూలకాలను గుర్తించడానికి 1985 keV శక్తితో ఒక సంఘటన పుంజం ఉపయోగించబడింది. పై పొర యొక్క మందం సుమారు 40 1E15Atom/cm2 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C మరియు 0.02% Fe కలిగి ఉంటుంది. Fe స్పుట్టరింగ్ సమయంలో Ni లక్ష్యంలోని మలినాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. అంతర్లీన Cu మరియు Ni యొక్క శిఖరాలు వరుసగా 1500 keV వద్ద కనిపిస్తాయి మరియు C మరియు O2 యొక్క శిఖరాలు వరుసగా 426 keV మరియు 582 keV వద్ద కనిపిస్తాయి. Na, Si మరియు Fe దశలు వరుసగా 870 keV, 983 keV, 1340 keV మరియు 1823 keV.
Cu మరియు Cu/Ni NP ఫిల్మ్ ఉపరితలాల యొక్క స్క్వేర్ 3D టోపోగ్రాఫిక్ AFM చిత్రాలు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి. 2. అదనంగా, ప్రతి చిత్రంలో ప్రదర్శించబడిన 2D స్థలాకృతి చలనచిత్ర ఉపరితలంపై గమనించిన NPలు గోళాకార ఆకారాలలో కలిసిపోతాయని చూపిస్తుంది మరియు ఈ పదనిర్మాణం గాడ్సెలాహి మరియు అర్మాండ్32 మరియు అర్మాండ్ మరియు ఇతరులు వివరించిన మాదిరిగానే ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, మా Cu NPలు సంగ్రహించబడలేదు మరియు Cu మాత్రమే ఉన్న నమూనా కఠినమైన వాటి కంటే సున్నితమైన శిఖరాలతో గణనీయంగా మృదువైన ఉపరితలాన్ని చూపించింది (Fig. 2a). దీనికి విరుద్ధంగా, CuNi15 మరియు CuNi20 నమూనాలపై బహిరంగ శిఖరాలు స్పష్టమైన గోళాకార ఆకారం మరియు అధిక తీవ్రతను కలిగి ఉంటాయి, ఇది Fig. 2a మరియు bలో ఎత్తు నిష్పత్తి ద్వారా చూపబడింది. ఫిల్మ్ మోర్ఫాలజీలో స్పష్టమైన మార్పు ఉపరితలం వివిధ టోపోగ్రాఫికల్ ప్రాదేశిక నిర్మాణాలను కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది, ఇవి నికెల్ నిక్షేపణ సమయం ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి.
Cu (a), CuNi15 (b), మరియు CuNi20 (c) సన్నని ఫిల్మ్‌ల AFM చిత్రాలు. ప్రతి చిత్రంలో తగిన 2D మ్యాప్‌లు, ఎలివేషన్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌లు మరియు అబాట్ ఫైర్‌స్టోన్ వక్రతలు పొందుపరచబడ్డాయి.
FIGలో చూపిన విధంగా గాస్సియన్ ఫిట్‌ని ఉపయోగించి 100 నానోపార్టికల్స్‌ను కొలవడం ద్వారా పొందిన వ్యాసం పంపిణీ హిస్టోగ్రాం నుండి నానోపార్టికల్స్ యొక్క సగటు ధాన్యం పరిమాణం అంచనా వేయబడింది. Cu మరియు CuNi15 ఒకే సగటు ధాన్యం పరిమాణాలను (27.7 మరియు 28.8 nm) కలిగి ఉన్నట్లు చూడవచ్చు, అయితే CuNi20 చిన్న ధాన్యాలు (23.2 nm) కలిగి ఉంది, ఇది గాడ్సెలాహి మరియు ఇతరులు నివేదించిన విలువకు దగ్గరగా ఉంటుంది. 34 (సుమారు 24 nm). ద్విలోహ వ్యవస్థలలో, స్థానికీకరించిన ఉపరితల ప్లాస్మోన్ ప్రతిధ్వని యొక్క శిఖరాలు ధాన్యం పరిమాణంలో మార్పుతో మారవచ్చు35. ఈ విషయంలో, సుదీర్ఘ Ni నిక్షేపణ సమయం మన సిస్టమ్ యొక్క Cu/Ni సన్నని ఫిల్మ్‌ల ఉపరితల ప్లాస్మోనిక్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుందని మేము నిర్ధారించగలము.
AFM స్థలాకృతి నుండి పొందిన (a) Cu, (b) CuNi15, మరియు (c) CuNi20 సన్నని ఫిల్మ్‌ల కణ పరిమాణం పంపిణీ.
సన్నని చలనచిత్రాలలో టోపోగ్రాఫిక్ నిర్మాణాల యొక్క ప్రాదేశిక ఆకృతీకరణలో బల్క్ పదనిర్మాణం కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. టేబుల్ 2 AFM మ్యాప్‌తో అనుబంధించబడిన ఎత్తు-ఆధారిత టోపోగ్రాఫిక్ పారామితులను జాబితా చేస్తుంది, ఇది సగటు కరుకుదనం (Sa), వక్రత (Ssk) మరియు కుర్టోసిస్ (Sku) యొక్క సమయ విలువల ద్వారా వివరించబడుతుంది. Sa విలువలు వరుసగా 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) మరియు 5.34 nm (CuNi20), Ni డిపాజిషన్ సమయం పెరగడంతో చలనచిత్రాలు కఠినంగా మారాయని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ విలువలు అర్మాన్ మరియు ఇతరులు 33 (1–4 nm), గాడ్సెలాహి మరియు ఇతరులు 34 (1–1.05 nm) మరియు Zelu et al.36 (1.91–6.32 nm) ద్వారా గతంలో నివేదించబడిన వాటితో పోల్చవచ్చు. Cu/Ni NPల ఫిల్మ్‌లను డిపాజిట్ చేయడానికి ఈ పద్ధతులను ఉపయోగించి స్పుట్టరింగ్ నిర్వహించబడింది. అయినప్పటికీ, ఘోష్ మరియు ఇతరులు.37 ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ద్వారా Cu/Ni మల్టీలేయర్‌లను డిపాజిట్ చేసారు మరియు అధిక కరుకుదనం విలువలను నివేదించారు, స్పష్టంగా 13.8 నుండి 36 nm వరకు ఉంటుంది. వేర్వేరు నిక్షేపణ పద్ధతుల ద్వారా ఉపరితల నిర్మాణం యొక్క గతిశాస్త్రంలో తేడాలు వేర్వేరు ప్రాదేశిక నమూనాలతో ఉపరితలాల ఏర్పాటుకు దారితీస్తాయని గమనించాలి. అయినప్పటికీ, 6.32 nm కంటే ఎక్కువ కరుకుదనంతో Cu/Ni NPల ఫిల్మ్‌లను పొందేందుకు RF-PECVD పద్ధతి ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని చూడవచ్చు.
ఎత్తు ప్రొఫైల్ విషయానికొస్తే, హై-ఆర్డర్ స్టాటిస్టికల్ మూమెంట్స్ Ssk మరియు Sku వరుసగా ఎత్తు పంపిణీ యొక్క అసమానత మరియు సాధారణతకు సంబంధించినవి. అన్ని Ssk విలువలు సానుకూలంగా ఉంటాయి (Ssk > 0), పొడవాటి కుడి టెయిల్38ని సూచిస్తుంది, ఇది ఇన్‌సెట్ 2లోని ఎత్తు పంపిణీ ప్లాట్ ద్వారా నిర్ధారించబడుతుంది. అదనంగా, అన్ని ఎత్తు ప్రొఫైల్‌లు పదునైన శిఖరం 39 (Sku > 3) ద్వారా ఆధిపత్యం చెలాయించబడ్డాయి. , ఎత్తు పంపిణీ గాస్సియన్ బెల్ కర్వ్ కంటే తక్కువ ఫ్లాట్‌గా వక్రరేఖను ప్రదర్శిస్తుంది. ఎత్తు పంపిణీ ప్లాట్‌లోని రెడ్ లైన్ అబోట్-ఫైర్‌స్టోన్ 40 కర్వ్, ఇది డేటా యొక్క సాధారణ పంపిణీని అంచనా వేయడానికి తగిన గణాంక పద్ధతి. ఈ పంక్తి ఎత్తు హిస్టోగ్రామ్‌పై సంచిత మొత్తం నుండి పొందబడింది, ఇక్కడ అత్యధిక శిఖరం మరియు లోతైన పతన వాటి కనిష్ట (0%) మరియు గరిష్ట (100%) విలువలకు సంబంధించినవి. ఈ అబాట్-ఫైర్‌స్టోన్ వక్రతలు y-యాక్సిస్‌పై మృదువైన S-ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అన్ని సందర్భాల్లో కరుకుగా మరియు అత్యంత తీవ్రమైన శిఖరం నుండి ప్రారంభించి, కవర్ చేయబడిన ప్రాంతం దాటిన మెటీరియల్ శాతంలో ప్రగతిశీల పెరుగుదలను చూపుతుంది. ఇది ఉపరితలం యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణాన్ని నిర్ధారిస్తుంది, ఇది ప్రధానంగా నికెల్ నిక్షేపణ సమయం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.
AFM ఇమేజ్‌ల నుండి పొందిన ప్రతి ఉపరితలంతో అనుబంధించబడిన నిర్దిష్ట ISO పదనిర్మాణ పారామితులను టేబుల్ 3 జాబితా చేస్తుంది. ఏరియా టు మెటీరియల్ రేషియో (Smr) మరియు కౌంటర్ ఏరియా టు మెటీరియల్ రేషియో (Smc) ఉపరితల ఫంక్షనల్ పారామితులు అని అందరికీ తెలుసు. ఉదాహరణకు, ఉపరితల మధ్యస్థ విమానం పైన ఉన్న ప్రాంతం అన్ని చిత్రాలలో పూర్తిగా గరిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నట్లు మా ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి (Smr = 100%). అయినప్పటికీ, Smc పరామితి తెలిసినందున, Smr యొక్క విలువలు భూభాగం యొక్క బేరింగ్ ఏరియా గుణకం యొక్క వివిధ ఎత్తుల నుండి పొందబడతాయి. Cu → CuNi20 నుండి కరుకుదనం పెరగడం ద్వారా Smc యొక్క ప్రవర్తన వివరించబడింది, ఇక్కడ CuNi20 కోసం పొందిన అత్యధిక కరుకుదనం Smc ~ 13 nmని ఇస్తుంది, అయితే Cu విలువ సుమారు 8 nm.
బ్లెండింగ్ పారామితులు RMS గ్రేడియంట్ (Sdq) మరియు అభివృద్ధి చెందిన ఇంటర్‌ఫేస్ ఏరియా రేషియో (Sdr) ఆకృతి ఫ్లాట్‌నెస్ మరియు సంక్లిష్టతకు సంబంధించిన పారామితులు. Cu → CuNi20 నుండి, Sdq విలువలు 7 నుండి 21 వరకు ఉంటాయి, ఇది Ni పొరను 20 నిమిషాల పాటు నిక్షిప్తం చేసినప్పుడు ఫిల్మ్‌లలో టోపోగ్రాఫిక్ అసమానతలు పెరుగుతాయని సూచిస్తున్నాయి. CuNi20 యొక్క ఉపరితలం Cu వలె చదునుగా లేదని గమనించాలి. అదనంగా, ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్ యొక్క సంక్లిష్టతతో అనుబంధించబడిన పరామితి Sdr యొక్క విలువ Cu → CuNi20 నుండి పెరుగుతుందని కనుగొనబడింది. కాంబ్లే et al.42 చేసిన అధ్యయనం ప్రకారం, Sdr పెరుగుతున్నప్పుడు ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్ యొక్క సంక్లిష్టత పెరుగుతుంది, Cu ఫిల్మ్‌లతో పోలిస్తే (Sdr = 229%) CuNi20 (Sdr = 945%) మరింత సంక్లిష్టమైన ఉపరితల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది. . వాస్తవానికి, ఆకృతి యొక్క మైక్రోస్కోపిక్ సంక్లిష్టతలో మార్పు కఠినమైన శిఖరాల పంపిణీ మరియు ఆకృతిలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది గరిష్ట సాంద్రత (Spd) మరియు అంకగణిత సగటు గరిష్ట వక్రత (Spc) యొక్క లక్షణ పారామితుల నుండి గమనించవచ్చు. ఈ విషయంలో, Cu → CuNi20 నుండి Spd పెరుగుతుంది, పెరుగుతున్న Ni పొర మందంతో శిఖరాలు మరింత దట్టంగా నిర్వహించబడుతున్నాయని సూచిస్తుంది. అదనంగా, Spc కూడా Cu→CuNi20 నుండి పెరుగుతుంది, ఇది Cu నమూనా యొక్క ఉపరితలం యొక్క గరిష్ట ఆకారం మరింత గుండ్రంగా ఉందని సూచిస్తుంది (Spc = 612), అయితే CuNi20 పదునుగా ఉంటుంది (Spc = 925).
ప్రతి చిత్రం యొక్క కఠినమైన ప్రొఫైల్ ఉపరితలం యొక్క శిఖరం, కోర్ మరియు పతన ప్రాంతాలలో విభిన్న ప్రాదేశిక నమూనాలను కూడా చూపుతుంది. కోర్ ఎత్తు (Sk), తగ్గుతున్న పీక్ (Spk) (కోర్ పైన), మరియు ట్రఫ్ (Svk) (కోర్ క్రింద) 31,43 పారామితులు ఉపరితల సమతలానికి లంబంగా కొలుస్తారు30 మరియు Cu → CuNi20 నుండి పెరుగుతాయి ఉపరితల కరుకుదనం గణనీయమైన పెరుగుదల. అదేవిధంగా, పీక్ మెటీరియల్ (Vmp), కోర్ మెటీరియల్ (Vmc), ట్రఫ్ శూన్యత (Vvv), మరియు కోర్ శూన్య వాల్యూమ్ (Vvc)31 Cu → CuNi20 నుండి అన్ని విలువలు పెరిగినప్పుడు అదే ధోరణిని చూపుతాయి. CuNi20 ఉపరితలం ఇతర నమూనాల కంటే ఎక్కువ ద్రవాన్ని కలిగి ఉండగలదని ఈ ప్రవర్తన సూచిస్తుంది, ఇది సానుకూలంగా ఉంటుంది, ఈ ఉపరితలం స్మెర్ చేయడం సులభం అని సూచిస్తుంది. కాబట్టి, నికెల్ పొర యొక్క మందం CuNi15 → CuNi20 నుండి పెరిగేకొద్దీ, టోపోగ్రాఫిక్ ప్రొఫైల్‌లోని మార్పులు అధిక-ఆర్డర్ పదనిర్మాణ పారామితులలో మార్పుల కంటే వెనుకబడి ఉంటాయి, ఇది ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్ మరియు ఫిల్మ్ యొక్క ప్రాదేశిక నమూనాను ప్రభావితం చేస్తుంది.
వాణిజ్య MountainsMap45 సాఫ్ట్‌వేర్‌ని ఉపయోగించి AFM టోపోగ్రాఫిక్ మ్యాప్‌ను నిర్మించడం ద్వారా ఫిల్మ్ ఉపరితలం యొక్క మైక్రోస్కోపిక్ ఆకృతి యొక్క గుణాత్మక అంచనా పొందబడింది. రెండరింగ్ మూర్తి 4లో చూపబడింది, ఇది ఉపరితలానికి సంబంధించి ప్రతినిధి గాడిని మరియు ధ్రువ ప్లాట్‌ను చూపుతుంది. టేబుల్ 4 స్లాట్ మరియు స్పేస్ ఎంపికలను జాబితా చేస్తుంది. పొడవైన కమ్మీల యొక్క చిత్రాలు, పొడవైన కమ్మీల యొక్క ఉచ్చారణ సజాతీయతతో సారూప్య ఛానెల్‌ల ద్వారా నమూనా ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది. అయినప్పటికీ, గరిష్ట గాడి లోతు (MDF) మరియు సగటు గాడి లోతు (MDEF) రెండింటికి సంబంధించిన పారామితులు Cu నుండి CuNi20కి పెరుగుతాయి, CuNi20 యొక్క లూబ్రిసిటీ సంభావ్యత గురించి మునుపటి పరిశీలనలను నిర్ధారిస్తుంది. Cu (Fig. 4a) మరియు CuNi15 (Fig. 4b) నమూనాలు ఆచరణాత్మకంగా ఒకే రంగు ప్రమాణాలను కలిగి ఉన్నాయని గమనించాలి, ఇది Ni ఫిల్మ్ 15కి డిపాజిట్ చేయబడిన తర్వాత Cu ఫిల్మ్ ఉపరితలం యొక్క మైక్రోటెక్చర్ గణనీయమైన మార్పులకు గురికాలేదని సూచిస్తుంది. నిమి. దీనికి విరుద్ధంగా, CuNi20 నమూనా (Fig. 4c) వివిధ రంగు ప్రమాణాలతో ముడతలను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది దాని అధిక MDF మరియు MDEF విలువలకు సంబంధించినది.
Cu (a), CuNi15 (b), మరియు CuNi20 (c) ఫిల్మ్‌ల మైక్రోటెక్చర్‌ల యొక్క పొడవైన కమ్మీలు మరియు ఉపరితల ఐసోట్రోపి.
అంజీర్‌లోని ధ్రువ రేఖాచిత్రం. 4 ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్ భిన్నంగా ఉందని కూడా చూపిస్తుంది. Ni పొర యొక్క నిక్షేపణ ప్రాదేశిక నమూనాను గణనీయంగా మారుస్తుంది. నమూనాల యొక్క లెక్కించబడిన మైక్రోటెక్చరల్ ఐసోట్రోపి 48% (Cu), 80% (CuNi15) మరియు 81% (CuNi20). Ni పొర యొక్క నిక్షేపణ మరింత ఐసోట్రోపిక్ మైక్రోటెక్చర్ ఏర్పడటానికి దోహదం చేస్తుందని చూడవచ్చు, అయితే సింగిల్ లేయర్ Cu ఫిల్మ్ మరింత అనిసోట్రోపిక్ ఉపరితల మైక్రోటెక్చర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అదనంగా, Cu నమూనాలతో పోలిస్తే CuNi15 మరియు CuNi20 యొక్క ఆధిపత్య ప్రాదేశిక పౌనఃపున్యాలు వాటి పెద్ద ఆటోకోరిలేషన్ పొడవు (Sal)44 కారణంగా తక్కువగా ఉన్నాయి. ఈ నమూనాలు (Std = 2.5° మరియు Std = 3.5°) ప్రదర్శించిన సారూప్య ధాన్యం ధోరణితో కూడా ఇది కలిపి ఉంటుంది, అయితే Cu నమూనా (Std = 121°) కోసం చాలా పెద్ద విలువ నమోదు చేయబడింది. ఈ ఫలితాల ఆధారంగా, విభిన్న పదనిర్మాణం, టోపోగ్రాఫిక్ ప్రొఫైల్‌లు మరియు కరుకుదనం కారణంగా అన్ని చలనచిత్రాలు దీర్ఘ-శ్రేణి ప్రాదేశిక వైవిధ్యాలను ప్రదర్శిస్తాయి. ఈ విధంగా, ఈ ఫలితాలు CuNi బైమెటాలిక్ స్పుటర్డ్ ఉపరితలాల ఏర్పాటులో Ni పొర నిక్షేపణ సమయం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని నిరూపిస్తున్నాయి.
గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరియు వివిధ CO గ్యాస్ ఫ్లక్స్‌ల వద్ద గాలిలో Cu/Ni NPల యొక్క LSPR ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి, CuNi15 మరియు CuNi20 కోసం మూర్తి 5లో చూపిన విధంగా UV-Vis శోషణ స్పెక్ట్రా 350–800 nm తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో వర్తించబడింది. వివిధ CO వాయువు ప్రవాహ సాంద్రతలను పరిచయం చేయడం ద్వారా, ప్రభావవంతమైన LSPR CuNi15 శిఖరం విస్తృతంగా మారుతుంది, శోషణ బలంగా ఉంటుంది మరియు గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాలకు (రెడ్‌షిఫ్ట్) మారుతుంది, గాలి ప్రవాహంలో 597.5 nm నుండి 16 L/h 606.0 nm వరకు. CO ప్రవాహం 180 సెకన్లు, 606.5 nm, CO ప్రవాహం 16 l/h 600 సెకన్లు. మరోవైపు, CuNi20 భిన్నమైన ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తుంది, కాబట్టి CO గ్యాస్ ప్రవాహంలో పెరుగుదల ఫలితంగా LSPR గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం స్థానం (బ్లూషిఫ్ట్) గాలి ప్రవాహం వద్ద 600.0 nm నుండి 16 l/h CO ప్రవాహం వద్ద 180 సెకన్లకు 589.5 nm వరకు తగ్గుతుంది. . 589.1 nm వద్ద 600 సెకన్ల పాటు 16 l/h CO ప్రవాహం. CuNi15 వలె, మేము CuNi20 కోసం విస్తృత శిఖరాన్ని మరియు పెరిగిన శోషణ తీవ్రతను చూడవచ్చు. Cuపై Ni పొర మందం పెరగడంతోపాటు, CuNi15కి బదులుగా CuNi20 నానోపార్టికల్స్ పరిమాణం మరియు సంఖ్య పెరగడంతో, Cu మరియు Ni కణాలు ఒకదానికొకటి చేరుకుంటాయని, ఎలక్ట్రానిక్ డోలనాల వ్యాప్తి పెరుగుతుందని అంచనా వేయవచ్చు. , మరియు, తత్ఫలితంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది. అంటే: తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గుతుంది, నీలిరంగు షిఫ్ట్ ఏర్పడుతుంది.
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-16-2023