Tha sgrùdadh ùr anns an iris Diamond and Related Materials a’ cuimseachadh air a bhith a’ rùsgadh daoimean polycrystalline le FeCoB etchant gus pàtrain a chruthachadh.Mar thoradh air na h-innleachdan teicneòlais leasaichte sin, gheibhear uachdar daoimean gun mhilleadh agus le nas lugha de lochdan.
Rannsachadh: Snàthaid roghnach spàsail de dhaoimean ann an staid chruaidh a’ cleachdadh FeCoB le pàtran dealbh-camara.Creideas ìomhaigh: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Tro phròiseas sgaoilidh stàite cruaidh, faodaidh filmichean nanocrystalline FeCoB (Fe: Co: B = 60: 20: 20, co-mheas atamach) cuimseachadh uachdaran a choileanadh agus cuir às do daoimeanan anns a ’mhic-structar.
Tha feartan bith-cheimiceach agus lèirsinneach sònraichte aig daoimeanan, a bharrachd air àrd elasticity agus neart.Tha an fhìor sheasmhachd aige na thùs adhartais cudromach ann an innealachadh fìor mhionaideach (teicneòlas tionndadh daoimean) agus an t-slighe gu fìor chuideaman anns an raon de cheudan de GPa.
Bidh neo-sheasmhachd ceimigeach, seasmhachd lèirsinneach agus gnìomhachd bith-eòlasach ag àrdachadh comas dealbhaidh shiostaman a chleachdas na feartan gnìomh sin.Tha Diamond air ainm a dhèanamh dha fhèin ann an raointean mechatronics, optics, mothachaidhean agus riaghladh dàta.
Gus an cuir iad an sàs, bidh ceangal daoimeanan agus am pàtran aca a’ cruthachadh dhuilgheadasan follaiseach.Tha sgrìobadh ian reactive (RIE), plasma ceangailte le inductively (ICP), agus rùsgadh air a bhrosnachadh le beam dealanach nan eisimpleirean de shiostaman pròiseas a tha ann mar-thà a bhios a’ cleachdadh dòighean sgudail (EBIE).
Tha structaran daoimean air an cruthachadh cuideachd a’ cleachdadh dòighean giullachd leusair agus giùlan ian cuimsichte (FIB).Is e amas an dòigh saothrachaidh seo delamination a luathachadh a bharrachd air leigeil le sgèileadh thairis air raointean mòra ann an structaran toraidh leantainneach.Bidh na pròiseasan sin a’ cleachdadh etchants leaghaidh (plasma, gasaichean, agus fuasglaidhean lionn), a tha a’ cuingealachadh an iom-fhillteachd geoimeatrach a ghabhas coileanadh.
Bidh an obair ùr-nodha seo a’ sgrùdadh ablation stuthan le gineadh bhalbhaichean ceimigeach agus a’ cruthachadh daoimean polycrystalline le FeCoB (Fe: Co: B, 60:20:20 sa cheud atamach) air an uachdar.Thathas a’ toirt a’ phrìomh aire do bhith a’ cruthachadh mhodalan TM airson a bhith a’ sgrìobadh structaran aig ìre meatair ann an daoimeanan.Tha an daoimean bunaiteach air a cheangal ris an nanocrystalline FeCoB le làimhseachadh teas aig 700 gu 900 ° C airson 30 gu 90 mionaidean.
Tha còmhdach iomlan de shampall daoimean a’ nochdadh meanbh-structar polycrystalline.B ’e an garbh (Ra) taobh a-staigh gach gràin sònraichte 3.84 ± 0.47 nm, agus b’ e garbh an uachdar iomlan 9.6 ± 1.2 nm.Is e garbh (taobh a-staigh aon ghràn daoimean) an còmhdach meatailt FeCoB a chaidh a chuir a-steach 3.39 ± 0.26 nm, agus is e àirde an t-sreatha 100 ± 10 nm.
Às deidh dha a bhith annealing aig 800 ° C airson 30 min, mheudaich tiugh uachdar meatailt gu 600 ± 100 nm, agus chaidh garbh an uachdar (Ra) suas gu 224 ± 22 nm.Aig àm anailachaidh, bidh dadaman gualain a’ sgaoileadh a-steach don ìre FeCoB, a’ leantainn gu àrdachadh ann am meud.
Chaidh trì sampaill le sreathan FeCoB 100 nm tiugh a theasachadh aig teòthachd 700, 800, agus 900 ° C, fa leth.Nuair a tha an raon teòthachd nas ìsle na 700 ° C, chan eil ceangal mòr eadar daoimean agus FeCoB, agus chan eil ach glè bheag de stuth air a thoirt air falbh às deidh làimhseachadh hydrothermal.Tha toirt air falbh stuthan air a neartachadh suas gu teòthachd os cionn 800 ° C.
Nuair a ràinig an teòthachd 900 ° C, mheudaich an ìre sìolachaidh dà uair an taca ri teòthachd 800 ° C.Ach, tha ìomhaigh na roinne eitseil gu math eadar-dhealaichte bho ìomhaigh nan sreathan etch a chaidh a chuir a-steach (FeCoB).
Sgeamatach a’ sealltainn sealladh air staid chruaidh etchant gus pàtran a chruthachadh: Sgeidse staid chruaidh roghnach gu spàsail de dhaoimean a’ cleachdadh FeCoB le pàtran photolithographic.Creideas ìomhaigh: Van Z. agus Shankar MR et al., Daoimeanan agus Stuthan Co-cheangailte.
Chaidh sampallan FeCoB 100 nm de thighead air daoimeanan a phròiseasadh aig 800 ° C airson 30, 60, agus 90 mionaidean, fa leth.
Chaidh garbh (Ra) an raon gràbhalaidh a dhearbhadh mar ghnìomh den ùine freagairt aig 800 ° C.B’ e cruas nan sampallan às deidh an annealing airson 30, 60 agus 90 mionaidean 186 ± 28 nm, 203 ± 26 nm agus 212 ± 30 nm, fa leth.Le doimhneachd etch de 500, 800, no 100 nm, is e an co-mheas (RD) de garbh an raon gràbhalaidh gu doimhneachd etch 0.372, 0.254, agus 0.212, fa leth.
Chan eil cho garbh sa tha an raon eitseil a’ dol am meud gu mòr le bhith a’ sìor fhàs ann an doimhneachd eitseil.Chaidh a lorg gu bheil an teòthachd a tha a dhìth airson an ath-bhualadh eadar daoimean agus HM etchant nas àirde na 700 ° C.
Tha toraidhean an sgrùdaidh a’ sealltainn gum faod FeCoB daoimeanan a thoirt air falbh gu h-èifeachdach aig ìre fada nas luaithe na an dàrna cuid Fe no Co.
Ùine puist: Lùnastal-31-2023