Diamond and Related Materials журналындағы жаңа зерттеу өрнектерді қалыптастыру үшін поликристалды гауһарды FeCoB қышқылмен өрнектеуге бағытталған.Осы жетілдірілген технологиялық инновациялардың нәтижесінде гауһар беттерді зақымдамай және аз ақаулармен алуға болады.
Зерттеу: Фотолитографиялық өрнекпен FeCoB көмегімен қатты күйдегі алмазды кеңістіктік таңдамалы ою.Сурет несиесі: Бьорн Вилезич/Shutterstock.com
Қатты күйдегі диффузия процесі арқылы FeCoB нанокристалды қабықшалары (Fe:Co:B=60:20:20, атомдық қатынас) микроқұрылымдағы гауһар тастарды жоюға және торға бағыттауға қол жеткізе алады.
Алмаз бірегей биохимиялық және көрнекі қасиеттерге ие, сонымен қатар жоғары серпімділік пен беріктікке ие.Оның экстремалды беріктігі ультра дәлдіктегі өңдеудегі (алмас өңдеу технологиясы) және жүздеген GPa диапазонындағы төтенше қысымға жолдың маңызды көзі болып табылады.
Химиялық өткізбейтіндігі, көру төзімділігі және биологиялық белсенділік осы функционалдық қасиеттерді пайдаланатын жүйелердің жобалық мүмкіндіктерін арттырады.Даймонд мехатроника, оптика, сенсорлар және деректерді басқару салаларында танымал болды.
Оларды қолдану мүмкіндігін беру үшін гауһар тастарды және олардың үлгісін байланыстыру айқын проблемаларды тудырады.Реактивті ионды өрнектеу (RIE), индуктивті байланысқан плазма (ICP) және электронды сәулемен индукцияланған оюлау - өрнектеу әдістерін (EBIE) қолданатын қолданыстағы технологиялық жүйелердің мысалдары.
Алмаз құрылымдары лазерлік және фокусталған иондық сәулені (FIB) өңдеу әдістерімен де жасалады.Бұл дайындау техникасының мақсаты қабаттасуды жеделдету, сондай-ақ дәйекті өндірістік құрылымдарда үлкен аумақтарда масштабтауға мүмкіндік беру болып табылады.Бұл процестер қол жеткізуге болатын геометриялық күрделілікті шектейтін сұйық қышқылдарды (плазма, газдар және сұйық ерітінділер) пайдаланады.
Бұл жаңашыл жұмыс химиялық бу түзу арқылы материалдың абляциясын зерттейді және бетінде FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 атомдық пайыз) бар поликристалды алмас жасайды.Метрлік құрылымдарды алмазда дәл оюлау үшін ТМ үлгілерін құруға басты назар аударылады.Астыңғы гауһар 30-дан 90 минутқа дейін 700-ден 900°C-қа дейінгі температурада термиялық өңдеу арқылы нанокристалды FeCoB-мен байланысады.
Алмаз үлгісінің бұзылмаған қабаты астындағы поликристалды микроқұрылымды көрсетеді.Әрбір нақты бөлшектегі кедір-бұдыр (Ra) 3,84 ± 0,47 нм, ал бетінің жалпы кедір-бұдырлығы 9,6 ± 1,2 нм болды.Имплантацияланған FeCoB металл қабатының кедір-бұдыры (бір алмаз түйірінің ішінде) 3,39 ± 0,26 нм, ал қабат биіктігі 100 ± 10 нм.
800°C температурада 30 минут бойы жасытқаннан кейін металл бетінің қалыңдығы 600 ± 100 нм-ге дейін, ал бетінің кедір-бұдырлығы (Ra) 224 ± 22 нм-ге дейін өсті.Жасыту кезінде көміртегі атомдары FeCoB қабатына диффузияланады, нәтижесінде мөлшері ұлғаяды.
Қалыңдығы 100 нм FeCoB қабаттары бар үш үлгі сәйкесінше 700, 800 және 900°C температурада қыздырылды.Температура диапазоны 700°C төмен болған кезде алмас пен FeCoB арасында айтарлықтай байланыс болмайды және гидротермиялық өңдеуден кейін өте аз материал жойылады.Материалды кетіру 800 °C жоғары температураға дейін жақсарады.
Температура 900 ° C-қа жеткенде, 800 ° C температурамен салыстырғанда өрнек жылдамдығы екі есе өсті.Дегенмен, өрнектелген аймақтың профилі имплантацияланған қиыршық тізбегінен (FeCoB) өте ерекшеленеді.
Үлгіні жасау үшін қатты күйдегі сызбаның визуализациясын көрсететін схема: фотолитографиялық өрнектелген FeCoB көмегімен алмастың кеңістіктік таңдамалы қатты күйдегі ою.Сурет несиесі: Ван З. және Шанкар МР және т.б., Алмаздар және қатысты материалдар.
Алмаздардағы қалыңдығы 100 нм FeCoB үлгілері 800°C температурада сәйкесінше 30, 60 және 90 минут ішінде өңделді.
Гравировкаланған аймақтың кедір-бұдырлығы (Ra) 800 ° C температурада жауап беру уақытының функциясы ретінде анықталды.Үлгілердің қаттылығы 30, 60 және 90 минут бойы жасытудан кейін сәйкесінше 186±28 нм, 203±26 нм және 212±30 нм болды.Оңалту тереңдігі 500, 800 немесе 100 нм болса, оюланған аймақтың кедір-бұдырының ою тереңдігіне қатынасы (RD) сәйкесінше 0,372, 0,254 және 0,212 құрайды.
Оңалту тереңдігі артқан сайын оюланған аймақтың кедір-бұдыры айтарлықтай өспейді.Алмаз бен HM еріткіш арасындағы реакцияға қажетті температура 700°С-тан жоғары екені анықталды.
Зерттеу нәтижелері FeCoB гауһар тастарды тек Fe немесе Co-ға қарағанда әлдеқайда жылдамырақ тиімді түрде жоя алатынын көрсетеді.
Жіберу уақыты: 31 тамыз 2023 ж