Diamond and Related Materials jurnalında yeni bir araşdırma, naxışlar yaratmaq üçün polikristal almazın FeCoB aşındırıcısı ilə aşındırılmasına diqqət yetirir.Bu təkmilləşdirilmiş texnoloji yeniliklər nəticəsində almaz səthləri zədələnmədən və daha az qüsurla əldə etmək olar.
Tədqiqat: Fotolitoqrafiya nümunəsi ilə FeCoB istifadə edərək bərk vəziyyətdə almazın məkan seçmə aşındırılması.Şəkil krediti: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Bərk-dövlət diffuziya prosesi vasitəsilə FeCoB nanokristal filmləri (Fe:Co:B=60:20:20, atom nisbəti) mikrostrukturdakı almazların qəfəs hədəflənməsinə və aradan qaldırılmasına nail ola bilər.
Almazlar unikal biokimyəvi və vizual keyfiyyətlərə, həmçinin yüksək elastikliyə və möhkəmliyə malikdir.Onun həddindən artıq davamlılığı ultra dəqiq emalda (almaz çevirmə texnologiyası) və yüzlərlə GPa diapazonunda həddindən artıq təzyiqlərə gedən yolda mühüm irəliləyiş mənbəyidir.
Kimyəvi keçirməzlik, vizual davamlılıq və bioloji aktivlik bu funksional keyfiyyətlərdən istifadə edən sistemlərin dizayn imkanlarını artırır.Diamond mexatronika, optika, sensorlar və məlumatların idarə edilməsi sahələrində ad çıxarıb.
Onların tətbiqini təmin etmək üçün almazların birləşdirilməsi və onların naxışları aşkar problemlər yaradır.Reaktiv ion aşındırma (RIE), induktiv birləşdirilmiş plazma (ICP) və elektron şüa ilə induksiya ilə aşındırma, aşındırma üsullarından (EBIE) istifadə edən mövcud proses sistemlərinə misaldır.
Almaz strukturları həmçinin lazer və fokuslanmış ion şüası (FIB) emal üsullarından istifadə etməklə yaradılır.Bu istehsal texnikasının məqsədi delaminasiyanı sürətləndirmək, eləcə də ardıcıl istehsal strukturlarında geniş ərazilərdə miqyaslanmaya imkan verməkdir.Bu proseslərdə əldə edilə bilən həndəsi mürəkkəbliyi məhdudlaşdıran maye aşındırıcı maddələrdən (plazma, qazlar və maye məhlullar) istifadə olunur.
Bu təməlqoyma işi kimyəvi buxar əmələ gətirməklə materialın ablasyonunu öyrənir və səthdə FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 atom faizi) ilə polikristal almaz yaradır.Əsas diqqət almazda metr miqyaslı strukturların dəqiq aşındırılması üçün TM modellərinin yaradılmasına verilir.Əsas almaz 30-90 dəqiqə ərzində 700-900°C-də istilik müalicəsi ilə nanokristal FeCoB-yə bağlanır.
Almaz nümunəsinin bütöv təbəqəsi altında yatan polikristal mikrostrukturu göstərir.Hər bir xüsusi hissəcik daxilində pürüzlülük (Ra) 3,84 ± 0,47 nm, ümumi səth pürüzlülüyü isə 9,6 ± 1,2 nm idi.İmplantasiya edilmiş FeCoB metal təbəqəsinin pürüzlülüyü (bir almaz taxılının daxilində) 3,39 ± 0,26 nm, təbəqənin hündürlüyü isə 100 ± 10 nm-dir.
30 dəqiqə ərzində 800°C-də tavlandıqdan sonra metal səthinin qalınlığı 600 ± 100 nm-ə, səth pürüzlülüyü (Ra) isə 224 ± 22 nm-ə qədər artmışdır.Yuvlama zamanı karbon atomları FeCoB təbəqəsinə yayılır və nəticədə ölçüləri artır.
100 nm qalınlığında FeCoB təbəqəsi olan üç nümunə müvafiq olaraq 700, 800 və 900°C temperaturda qızdırılıb.Temperatur diapazonu 700°C-dən aşağı olduqda, almaz və FeCoB arasında əhəmiyyətli bir əlaqə yoxdur və hidrotermal müalicədən sonra çox az material çıxarılır.Materialın çıxarılması 800 °C-dən yuxarı olan temperaturlara qədər artır.
Temperatur 900 ° C-ə çatdıqda, aşındırma sürəti 800 ° C temperaturla müqayisədə iki dəfə artdı.Bununla belə, həkk olunmuş bölgənin profili implantasiya edilmiş aşındırma ardıcıllığından (FeCoB) çox fərqlidir.
Nümunə yaratmaq üçün bərk vəziyyətdə olan aşındırıcının vizuallaşdırılmasının sxematik göstərilməsi: Fotolitoqrafiya naxışlı FeCoB istifadə edərək almazın məkan baxımından seçici bərk vəziyyətlə aşındırılması.Şəkil krediti: Van Z. və Shankar MR et al., Diamonds and Related Materials.
Almazlar üzərində qalınlığı 100 nm olan FeCoB nümunələri müvafiq olaraq 30, 60 və 90 dəqiqə ərzində 800°C-də işlənmişdir.
Oyulmuş sahənin pürüzlülüyü (Ra) 800°C-də reaksiya müddətindən asılı olaraq müəyyən edilmişdir.Nümunələrin 30, 60 və 90 dəqiqə yumşalmadan sonra sərtliyi müvafiq olaraq 186±28 nm, 203±26 nm və 212±30 nm olmuşdur.Oyma dərinliyi 500, 800 və ya 100 nm olduqda, oyma sahəsinin pürüzlülüyünün aşındırma dərinliyinə nisbəti (RD) müvafiq olaraq 0,372, 0,254 və 0,212-dir.
Oyulmuş ərazinin pürüzlülüyü aşındırma dərinliyinin artması ilə əhəmiyyətli dərəcədə artmır.Müəyyən edilmişdir ki, almaz və HM aşındırıcı arasında reaksiya üçün tələb olunan temperatur 700°C-dən yuxarıdır.
Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, FeCoB almazları tək Fe və ya Co ilə müqayisədə daha sürətli şəkildə effektiv şəkildə çıxara bilir.
Göndərmə vaxtı: 31 avqust 2023-cü il