Тадқиқоти нав дар маҷаллаи Diamond and Related Materials ба афшурдани алмоси поликристаллӣ бо etchant FeCoB барои ташаккул додани намунаҳо тамаркуз мекунад.Дар натиљаи ин навоварињои мукаммали технологї, сатњи алмосро бе осеб ва кам-кам нуќсонњо ба даст овардан мумкин аст.
Тадқиқот: Алмос дар ҳолати сахт бо истифода аз FeCoB бо намунаи фотолитографӣ.Кредити тасвир: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Тавассути раванди диффузияи ҳолати сахт, филмҳои нанокристалии FeCoB (Fe:Co:B = 60:20:20, таносуби атомӣ) метавонанд ба ҳадафҳои торӣ ва нест кардани алмос дар микроструктура ноил шаванд.
Алмосҳо дорои сифатҳои беназири биохимиявӣ ва визуалӣ, инчунин чандирии баланд ва қавӣ мебошанд.Давомнокии шадиди он манбаи муҳими пешрафт дар коркарди ултра дақиқ (технологияи гардиши алмос) ва роҳ ба фишорҳои шадид дар доираи садҳо GPa мебошад.
Ногузариши химиявӣ, устувории визуалӣ ва фаъолияти биологӣ имкониятҳои тарҳрезии системаҳоеро, ки ин сифатҳои функсионалии истифода мебаранд, зиёд мекунанд.Даймонд дар соҳаҳои мехатроника, оптика, сенсорҳо ва идоракунии додаҳо ном баровардааст.
Барои имкон додани татбиқи онҳо, пайванди алмосҳо ва намунаи онҳо мушкилоти ошкоро эҷод мекунанд.Этинги ионҳои реактивӣ (RIE), плазмаи ба таври индуктивӣ пайвастшуда (ICP) ва чӯби электронии индуксионӣ намунаҳои системаҳои мавҷудаи равандест, ки аз усулҳои etching (EBIE) истифода мебаранд.
Сохторҳои алмосӣ инчунин бо истифода аз усулҳои коркарди лазерӣ ва фокуси ионҳо (FIB) сохта мешаванд.Ҳадафи ин техникаи истеҳсолӣ суръат бахшидан ба деламинатсия ва инчунин имкон додани миқёси васеъ дар сохторҳои пайдарпайи истеҳсолӣ мебошад.Дар ин равандҳо метантҳои моеъ (плазма, газҳо ва маҳлулҳои моеъ) истифода мешаванд, ки мураккабии геометрии дастрасро маҳдуд мекунад.
Ин кори бунёдкор абляцияи маводро тавассути тавлиди буғи химиявӣ меомӯзад ва дар рӯи он алмоси поликристаллӣ бо FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 фоизи атомӣ) эҷод мекунад.Диккати асосй ба офаридани модельхои ТМ барои аник кандакории конструкцияхои метрй дар алмос дода мешавад.Алмоси асосӣ бо нанокристалии FeCoB тавассути коркарди гармӣ аз 700 то 900 ° C барои 30 то 90 дақиқа пайваст карда мешавад.
Қабати солимии намунаи алмос микроструктураи поликристалии асосиро нишон медиҳад.Ноҳамворӣ (Ra) дар дохили ҳар як зарраҳои мушаххас 3,84 ± 0,47 нм ва ноҳамвории умумии рӯи замин 9,6 ± 1,2 нм буд.Ноҳамворӣ (дар дохили як донаи алмос) қабати металлии имплантатсияи FeCoB 3,39 ± 0,26 нм ва баландии қабат 100 ± 10 нм аст.
Пас аз гармкунӣ дар ҳарорати 800 ° C дар тӯли 30 дақиқа, ғафсии сатҳи металл то 600 ± 100 нм ва ноҳамвории сатҳ (Ra) то 224 ± 22 нм зиёд шуд.Ҳангоми тозакунӣ, атомҳои карбон ба қабати FeCoB паҳн мешаванд, ки дар натиҷа ҳаҷм зиёд мешавад.
Се намуна бо қабатҳои FeCoB ғафсии 100 нм дар ҳарорати 700, 800 ва 900 ° C гарм карда шуданд.Вақте ки диапазони ҳарорат аз 700 ° C камтар аст, байни алмос ва FeCoB алоқаи назаррас вуҷуд надорад ва пас аз коркарди гидротермикӣ маводи хеле кам хориҷ карда мешавад.Хориҷ кардани мавод то ҳарорати аз 800 ° C зиёд карда мешавад.
Вақте ки ҳарорат ба 900 ° C расид, суръати сӯзишворӣ нисбат ба ҳарорати 800 ° C ду маротиба зиёд шуд.Бо вуҷуди ин, профили минтақаи ҳассос аз профили пайдарпайии имплантатсияшуда (FeCoB) хеле фарқ мекунад.
Намоиши схемавии визуализатсияи муҳаррики ҳолати сахт барои эҷод кардани намуна: Офаришкунии ҳолати сахти фазоии алмос бо истифода аз FeCoB бо фотолитографӣ.Кредити тасвирӣ: Ван З. ва Шанкар МР ва дигарон, Алмосҳо ва маводҳои марбут.
Намунаҳои FeCoB ғафсии 100 нм дар алмосҳо дар 800 ° C дар тӯли 30, 60 ва 90 дақиқа коркард карда шуданд.
Ноҳамворӣ (Ra)-и майдони кандакорӣ ҳамчун функсияи вақти ҷавоб дар 800 ° C муайян карда шуд.Сахтии намунаҳо пас аз коркарди 30, 60 ва 90 дақиқа мутаносибан 186±28 нм, 203±26 нм ва 212±30 нм буд.Ҳангоми чуқурии 500, 800 ё 100 нм, таносуби (RD) ноҳамвории майдони кандакорӣ ба чуқурии кандакорӣ мутаносибан 0,372, 0,254 ва 0,212 аст.
Ноҳамвории майдони кандашуда бо зиёд шудани чуқурии сӯзишворӣ ба таври назаррас зиёд намешавад.Муайян карда шудааст, ки ҳарорати барои реаксияи байни алмос ва HM etchant зарурӣ аз 700 ° C зиёд аст.
Натиҷаҳои тадқиқот нишон медиҳанд, ки FeCoB метавонад алмосҳоро бо суръати хеле зудтар аз танҳо Fe ё Co тоза кунад.
Вақти фиристодан: 31-август-2023