Iwadi tuntun ninu iwe akọọlẹ Diamond ati Awọn ohun elo ti o jọmọ fojusi lori etching ti diamond polycrystalline pẹlu FeCoB etchant lati ṣe awọn ilana. Bi abajade awọn imotuntun imọ-ẹrọ ti o ni ilọsiwaju, awọn ipele diamond le ṣee gba laisi ibajẹ ati pẹlu awọn abawọn diẹ.
Iwadi: Etching yiyan aye ti diamond ni ipo to lagbara nipa lilo FeCoB pẹlu apẹrẹ fọtolithographic kan. Kirẹditi aworan: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Nipasẹ ilana itankale ipinlẹ ti o lagbara, awọn fiimu FeCoB nanocrystalline (Fe: Co: B = 60:20:20, ratio atomiki) le ṣaṣeyọri ibi-afẹde lattice ati imukuro awọn okuta iyebiye ni microstructure.
Awọn okuta iyebiye ni biokemika alailẹgbẹ ati awọn agbara wiwo, bakanna bi rirọ giga ati agbara. Agbara rẹ ti o pọju jẹ orisun pataki ti ilọsiwaju ninu ẹrọ iṣojuuwọn ultra (imọ-ẹrọ titan diamond) ati ọna si awọn igara to gaju ni ibiti awọn ọgọọgọrun GPa.
Ailagbara kemikali, agbara wiwo ati iṣẹ ṣiṣe ti ẹkọ ṣe alekun awọn iṣeeṣe apẹrẹ ti awọn eto ti o lo awọn agbara iṣẹ ṣiṣe wọnyi. Diamond ti ṣe orukọ fun ararẹ ni awọn aaye ti mechatronics, optics, sensosi ati iṣakoso data.
Lati le mu ohun elo wọn ṣiṣẹ, isunmọ ti awọn okuta iyebiye ati ilana wọn ṣẹda awọn iṣoro ti o han gbangba. Ion etching reactive (RIE), pilasima pipọ inductively (ICP), ati itanna tan ina induced etching jẹ apẹẹrẹ ti awọn ilana ilana ti o wa tẹlẹ ti o lo awọn ilana etching (EBIE).
Awọn ẹya Diamond tun ṣẹda ni lilo laser ati awọn ilana imuṣiṣẹ ion beam (FIB). Ero ti ilana iṣelọpọ yii ni lati yara delamination bi daradara lati gba iwọnwọn lori awọn agbegbe nla ni awọn ẹya iṣelọpọ ti o tẹle. Awọn ilana wọnyi lo awọn etchants olomi (pilasima, awọn gaasi, ati awọn ojutu olomi), eyiti o ṣe idiwọn idiju jiometirika ti o ṣee ṣe.
Iṣẹ idalẹ-ilẹ yii ṣe iwadii ifasilẹ ohun elo nipasẹ iran ọru kẹmika ati ṣẹda diamond polycrystalline pẹlu FeCoB (Fe: Co: B, 60:20:20 atomiki ogorun) lori oke. Ifarabalẹ akọkọ ni a san si ṣiṣẹda awọn awoṣe TM fun etching kongẹ ti awọn ẹya iwọn-mita ni awọn okuta iyebiye. Diamond ti o wa ni abẹlẹ jẹ asopọ si nanocrystalline FeCoB nipasẹ itọju ooru ni 700 si 900 ° C fun 30 si 90 iṣẹju.
Ipilẹ aipe ti apẹẹrẹ diamond kan tọkasi microstructure polycrystalline ti o wa ni abẹlẹ. Awọn roughness (Ra) laarin kọọkan pato patiku je 3.84 ± 0.47 nm, ati awọn lapapọ dada roughness je 9.6 ± 1.2 nm. Irora (laarin ọkà diamond kan) ti FeCoB irin Layer ti a gbin jẹ 3.39 ± 0.26 nm, ati pe iga Layer jẹ 100 ± 10 nm.
Lẹhin annealing ni 800 ° C fun awọn iṣẹju 30, sisanra dada irin ti pọ si 600 ± 100 nm, ati irẹjẹ dada (Ra) pọ si 224 ± 22 nm. Lakoko isọdọtun, awọn ọta erogba tan kaakiri sinu Layer FeCoB, ti o mu abajade pọ si ni iwọn.
Awọn ayẹwo mẹta pẹlu awọn fẹlẹfẹlẹ FeCoB 100 nm nipọn ni a gbona ni awọn iwọn otutu ti 700, 800, ati 900°C, lẹsẹsẹ. Nigbati iwọn otutu ba wa ni isalẹ 700°C, ko si isunmọ pataki laarin diamond ati FeCoB, ati pe ohun elo kekere kan yọkuro lẹhin itọju hydrothermal. Yiyọ ohun elo jẹ imudara si awọn iwọn otutu ti o ga ju 800 °C.
Nigbati iwọn otutu ba de 900°C, oṣuwọn etching pọ si lẹẹmeji ni akawe si iwọn otutu ti 800°C. Sibẹsibẹ, profaili ti agbegbe etched yatọ pupọ si ti awọn ilana etch ti a fi sii (FeCoB).
Sikematiki ti n ṣe afihan iwoye ti ipo to lagbara lati ṣẹda apẹrẹ kan: Ni aye yiyan ti ipo didan didan didan nipa lilo ilana fọtolithographically FeCoB. Kirẹditi aworan: Van Z. ati Shankar MR et al., Awọn okuta iyebiye ati Awọn ohun elo ti o jọmọ.
Awọn ayẹwo FeCoB 100 nm nipọn lori awọn okuta iyebiye ni a ṣe ilana ni 800°C fun awọn iṣẹju 30, 60, ati 90, lẹsẹsẹ.
Iyatọ (Ra) ti agbegbe ti a fiwe si ni a pinnu bi iṣẹ ti akoko idahun ni 800 ° C. Lile ti awọn ayẹwo lẹhin annealing fun awọn iṣẹju 30, 60 ati 90 jẹ 186 ± 28 nm, 203 ± 26 nm ati 212 ± 30 nm, ni atele. Pẹlu ijinle etch ti 500, 800, tabi 100 nm, ipin (RD) ti aibikita ti agbegbe ti a fiwe si ijinle etch jẹ 0.372, 0.254, ati 0.212, lẹsẹsẹ.
Awọn roughness ti awọn etched agbegbe ko ni mu significantly pẹlu jijẹ etching ijinle. A ti rii pe iwọn otutu ti o nilo fun iṣesi laarin diamond ati HM etchant jẹ ju 700°C lọ.
Awọn abajade iwadi fihan pe FeCoB le yọ awọn okuta iyebiye kuro ni imunadoko ni iwọn iyara pupọ ju boya Fe tabi Co nikan.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-31-2023