Diamond and Related Materials jurnalidagi yangi tadqiqot polikristalli olmosni FeCoB etchanti bilan naqsh hosil qilish uchun qirqishga qaratilgan. Ushbu takomillashtirilgan texnologik innovatsiyalar natijasida olmosli yuzalar shikastlanmasdan va kamroq nuqsonlar bilan olinishi mumkin.
Tadqiqot: Fotolitografik naqsh bilan FeCoB yordamida olmosni qattiq holatda fazoviy selektiv qirqish. Tasvir krediti: Byorn Wilezic/Shutterstock.com
Qattiq holatdagi diffuziya jarayoni orqali FeCoB nanokristalli plyonkalari (Fe: Co: B = 60:20:20, atom nisbati) mikrostrukturadagi olmoslarni yo'q qilish va panjara maqsadiga erishishi mumkin.
Olmoslar noyob biokimyoviy va vizual fazilatlarga ega, shuningdek, yuqori elastiklik va kuchga ega. Uning haddan tashqari chidamliligi o'ta nozik ishlov berishda (olmosni tornalash texnologiyasi) va yuzlab GPa oralig'ida haddan tashqari bosimlarga yo'l olishning muhim manbai hisoblanadi.
Kimyoviy o'tkazuvchanlik, vizual chidamlilik va biologik faollik ushbu funktsional sifatlardan foydalanadigan tizimlarning dizayn imkoniyatlarini oshiradi. Diamond mexatronika, optika, sensorlar va ma'lumotlarni boshqarish sohalarida o'z nomini oldi.
Ularni qo'llashni ta'minlash uchun olmoslarni bog'lash va ularning naqshlari aniq muammolarni keltirib chiqaradi. Reaktiv ion bilan qirqish (RIE), induktiv ravishda bog'langan plazma (ICP) va elektron nurlar bilan induktsiyalash - o'tlash usullaridan (EBIE) foydalanadigan mavjud texnologik tizimlarga misollar.
Olmos konstruksiyalari, shuningdek, lazer va fokuslangan ion nurlarini (FIB) qayta ishlash usullari yordamida yaratilgan. Ushbu ishlab chiqarish texnikasining maqsadi delaminatsiyani tezlashtirish, shuningdek, ketma-ket ishlab chiqarish tuzilmalarida katta maydonlarda masshtablash imkonini berishdir. Bu jarayonlar erishilishi mumkin bo'lgan geometrik murakkablikni cheklaydigan suyuq o'tkazgichlardan (plazma, gazlar va suyuq eritmalar) foydalanadi.
Ushbu ilg'or ish kimyoviy bug' hosil qilish yo'li bilan material ablatsiyasini o'rganadi va sirtda FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 atom foizi) bilan polikristalli olmos hosil qiladi. Asosiy e'tibor olmoslarda metr o'lchovli konstruksiyalarni aniq surtish uchun TM modellarini yaratishga qaratilgan. Asosiy olmos nanokristalli FeCoB bilan 700 dan 900 ° C gacha bo'lgan haroratda 30 dan 90 minutgacha issiqlik bilan ishlov berish orqali bog'lanadi.
Olmos namunasining buzilmagan qatlami uning ostida yotgan polikristalli mikro tuzilmani ko'rsatadi. Har bir alohida zarracha ichidagi pürüzlülük (Ra) 3,84 ± 0,47 nm va umumiy sirt pürüzlülüğü 9,6 ± 1,2 nm edi. Implantatsiya qilingan FeCoB metall qatlamining pürüzlülüğü (bir olmos donasi ichida) 3,39 ± 0,26 nm, qatlam balandligi esa 100 ± 10 nm.
800 ° C da 30 daqiqa davomida tavlantirilgandan so'ng, metall sirt qalinligi 600 ± 100 nm ga oshdi va sirt pürüzlülüğü (Ra) 224 ± 22 nm gacha ko'tarildi. Yuvish jarayonida uglerod atomlari FeCoB qatlamiga tarqaladi, natijada hajmi kattalashadi.
Qalinligi 100 nm bo'lgan FeCoB qatlamlari bo'lgan uchta namuna mos ravishda 700, 800 va 900 ° C haroratda qizdirildi. Harorat diapazoni 700 ° C dan past bo'lsa, olmos va FeCoB o'rtasida sezilarli bog'lanish yo'q va gidrotermik ishlov berishdan keyin juda kam material chiqariladi. Materialni olib tashlash 800 ° C dan yuqori haroratgacha yaxshilanadi.
Harorat 900 ° C ga yetganda, 800 ° C haroratga nisbatan qirqish tezligi ikki baravar oshdi. Biroq, o'yilgan hududning profili implantatsiya qilingan etch ketma-ketliklaridan (FeCoB) juda farq qiladi.
Naqsh yaratish uchun qattiq holatdagi etchantning vizual ko'rinishini ko'rsatadigan sxema: Fotolitografik naqshli FeCoB yordamida olmosning fazoviy selektiv qattiq holatdagi qirqish. Tasvir krediti: Van Z. va Shankar MR va boshqalar, Olmos va tegishli materiallar.
Olmoslarda qalinligi 100 nm bo'lgan FeCoB namunalari 800 ° C da mos ravishda 30, 60 va 90 daqiqa davomida qayta ishlandi.
O'yilgan maydonning pürüzlülüğü (Ra) 800 ° C da javob vaqtining funktsiyasi sifatida aniqlandi. 30, 60 va 90 daqiqa davomida tavlanishdan so'ng namunalarning qattiqligi mos ravishda 186±28 nm, 203±26 nm va 212±30 nm edi. Qatlam chuqurligi 500, 800 yoki 100 nm bo'lganida, o'yilgan maydonning pürüzlülüğünün etch chuqurligiga nisbati (RD) mos ravishda 0,372, 0,254 va 0,212 ni tashkil qiladi.
O'yilgan joyning pürüzlülüğü o'sish chuqurligi oshishi bilan sezilarli darajada oshmaydi. Olmos va HM etchanti o'rtasidagi reaktsiya uchun zarur bo'lgan harorat 700 ° C dan yuqori ekanligi aniqlandi.
Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, FeCoB olmoslarni faqat Fe yoki Co ga qaraganda tezroq olib tashlashi mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2023-yil 31-avgust