שאפן אַ פּאָליקריסטאַללינע דימענט מוסטער ניצן FeCoB שווער עטשאַנט

א נייַע לערנען אין דעם זשורנאַל דיאַמאָנד און פֿאַרבונדענע מאַטעריאַלס פאָוקיסיז אויף די עטשינג פון פּאָליקריסטאַללינע דימענט מיט FeCoB עטשאַנט צו פאָרעם פּאַטערנז. ווי אַ רעזולטאַט פון די ימפּרוווד טעקנאַלאַדזשיקאַל ינאָווויישאַנז, דימענט סערפאַסיז קענען זיין באקומען אָן שעדיקן און מיט ווייניקערע חסרונות.
פאָרשונג: ספּיישאַל סעלעקטיוו עטשינג פון דימענט אין די האַרט שטאַט ניצן FeCoB מיט אַ פאָטאָליטאָגראַפיק מוסטער. בילד קרעדיט: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
דורך די האַרט-שטאַט דיפיוזשאַן פּראָצעס, FeCoB נאַנאָקריסטאַללינע פילמס (Fe:Co:B = 60:20:20, אַטאָמישע פאַרהעלטעניש) קענען דערגרייכן לאַטאַס טאַרגאַטינג און ילימאַניישאַן פון דיימאַנדז אין די מיקראָסטרוקטורע.
דיאַמאָנדס האָבן יינציק בייאָוקעמיקאַל און וויזשאַוואַל מידות, ווי געזונט ווי הויך ילאַסטיסאַטי און שטאַרקייט. זייַן עקסטרעם געווער איז אַ וויכטיק מקור פון פּראָגרעס אין הינטער פּינטלעכקייַט מאַשינינג (דימענט טורנינג טעכנאָלאָגיע) און דער וועג צו עקסטרעם פּרעשערז אין די קייט פון הונדערטער פון גפּאַ.
כעמישער ימפּערמעאַביליטי, וויזשאַוואַל געווער און בייאַלאַדזשיקאַל טעטיקייט פאַרגרעסערן די פּלאַן פּאַסאַבילאַטיז פון סיסטעמען וואָס נוצן די פאַנגקשאַנאַל מידות. דיאַמאָנד האט געמאכט אַ נאָמען פֿאַר זיך אין די פעלד פון מעקאַטראָניק, אָפּטיקס, סענסאָרס און דאַטן פאַרוואַלטונג.
אין סדר צו געבן זייער אַפּלאַקיישאַן, באַנדינג פון דיימאַנדז און זייער מוסטער מאַכן קלאָר ווי דער טאָג פּראָבלעמס. ריאַקטיוו יאָן עטשינג (ריע), ינדוקטיוועלי קאַפּאַלד פּלאַזמע (יקפּ), און עלעקטראָן שטראַל ינדוסט עטשינג זענען ביישפילן פון יגזיסטינג פּראָצעס סיסטעמען וואָס נוצן עטשינג טעקניקס (EBIE).
דימענט סטראַקטשערז זענען אויך באשאפן מיט לאַזער און פאָוקיסט יאָן שטראַל (FIB) פּראַסעסינג טעקניקס. דער ציל פון דעם פאַבריקיישאַן טעכניק איז צו פאַרגיכערן דעלאַמינאַטיאָן און צו לאָזן סקיילינג איבער גרויס געביטן אין סאַקסעסיוו פּראָדוקציע סטראַקטשערז. די פּראַסעסאַז נוצן פליסיק עטשאַנץ (פּלאַזמע, גאַסאַז און פליסיק סאַלושאַנז), וואָס לימאַץ די דזשיאַמעטריק קאַמפּלעקסיטי.
די גראַונדברייקינג אַרבעט שטודירט מאַטעריאַל אַבלאַטיאָן דורך כעמישער פארע דור און קריייץ פּאָליקריסטאַללינע דימענט מיט FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 אַטאָמישע פּראָצענט) אויף די ייבערפלאַך. די הויפּט ופמערקזאַמקייט איז באַצאָלט צו די שאַפונג פון טם מאָדעלס פֿאַר גענוי עטשינג פון מעטער-וואָג סטראַקטשערז אין דיימאַנדז. די אַנדערלייינג דימענט איז בונד צו די נאַנאָקריסטאַללינע FeCoB דורך היץ באַהאַנדלונג ביי 700 צו 900 ° C פֿאַר 30 צו 90 מינוט.
אַ בעשאָלעם פּלאַסט פון אַ דימענט מוסטער ינדיקייץ אַ אַנדערלייינג פּאָליקריסטאַללינע מיקראָסטרוקטורע. די ראַפנאַס (ראַ) אין יעדער באַזונדער פּאַרטאַקאַל איז געווען 3.84 ± 0.47 נם, און די גאַנץ ייבערפלאַך ראַפנאַס איז 9.6 ± 1.2 נם. די ראַפנאַס (ין איין דימענט קערל) פון די ימפּלאַנטיד FeCoB מעטאַל שיכטע איז 3.39 ± 0.26 נם, און די שיכטע הייך איז 100 ± 10 נם.
נאָך אַנילינג ביי 800 ° C פֿאַר 30 מינוט, די מעטאַל ייבערפלאַך גרעב געוואקסן צו 600 ± 100 נם, און די ייבערפלאַך ראַפנאַס (ראַ) געוואקסן צו 224 ± 22 נם. בעשאַס אַנילינג, טשאַד אַטאָמס דיפיוזיז אין די FeCoB שיכטע, ריזאַלטינג אין אַ פאַרגרעסערן אין גרייס.
דריי סאַמפּאַלז מיט FeCoB לייַערס 100 נם דיק זענען העאַטעד ביי טעמפּעראַטורעס פון ריספּעקטיוולי 700, 800 און 900 ° C. ווען די טעמפּעראַטור קייט איז אונטער 700 ° C, עס איז קיין באַטייטיק באַנדינג צווישן דימענט און FeCoB, און זייער קליין מאַטעריאַל איז אַוועקגענומען נאָך הידראָטהערמאַל באַהאַנדלונג. מאַטעריאַל באַזייַטיקונג איז ענכאַנסט אַרויף צו טעמפּעראַטורעס העכער 800 °C.
ווען די טעמפּעראַטור ריטשט 900 ° C, די עטשינג קורס געוואקסן צוויי מאָל קאַמפּערד צו די טעמפּעראַטור פון 800 ° C. אָבער, דער פּראָפיל פון די עטשט געגנט איז זייער אַנדערש פון די ימפּלאַנטיד עטש סיקוואַנסיז (FeCoB).
סכעמאַטיש ווייזונג וויזשוואַלאַזיישאַן פון אַ האַרט שטאַט עטשאַנט צו שאַפֿן אַ מוסטער: ספּאַטיאַללי סעלעקטיוו האַרט שטאַט עטשינג פון דימענט ניצן פאָטאָליטאָגראַפיקאַללי מוסטערד FeCoB. בילד קרעדיט: וואַן ז און שאַנקאַר מר עט על., דיאַמאָנדס און פֿאַרבונדענע מאַטעריאַלס.
FeCoB סאַמפּאַלז 100 נם דיק אויף דיימאַנדז זענען פּראַסעסט ביי 800 ° C פֿאַר 30, 60 און 90 מינוט ריספּעקטיוולי.
די ראַפנאַס (ראַ) פון די ינגרייווד געגנט איז באשלאסן ווי אַ פונקציע פון ​​​​די ענטפער צייט ביי 800 ° C. די כאַרדנאַס פון די סאַמפּאַלז נאָך אַנילינג פֿאַר 30, 60 און 90 מינוט איז ריספּעקטיוולי 186 ± 28 נם, 203 ± 26 נם און 212 ± 30 נם. מיט אַן עטק טיפעניש פון 500, 800 אָדער 100 נם, די פאַרהעלטעניש (RD) פון די ראַפנאַס פון די ינגרייווד געגנט צו די עטשינג טיפקייַט איז ריספּעקטיוולי 0.372, 0.254 און 0.212.
די ראַפנאַס פון די עטשט געגנט טוט נישט פאַרגרעסערן באטייטיק מיט ינקריסינג עטשינג טיפקייַט. עס איז געפונען אַז די טעמפּעראַטור פארלאנגט פֿאַר די אָפּרוף צווישן דימענט און HM עטשאַנט איז העכער ווי 700 ° C.
די רעזולטאַטן פון דער לערנען ווייַזן אַז FeCoB קענען יפעקטיוולי באַזייַטיקן דיימאַנדז אין אַ פיל פאַסטער קורס ווי Fe אָדער Co אַליין.