Една нова студија во списанието Diamond and Related Materials се фокусира на офорт на поликристален дијамант со FeCoB офорт за да се формираат обрасци.Како резултат на овие подобрени технолошки иновации, дијамантските површини може да се добијат без оштетувања и со помалку дефекти.
Истражување: Просторно селективно гравирање на дијамант во цврста состојба користејќи FeCoB со фотолитографска шема.Кредит на сликата: Бјорн Вилезиќ/Shutterstock.com
Преку процесот на дифузија во цврста состојба, нанокристалните филмови FeCoB (Fe:Co:B=60:20:20, атомски сооднос) можат да постигнат насочување на решетка и елиминирање на дијамантите во микроструктурата.
Дијамантите имаат уникатни биохемиски и визуелни квалитети, како и висока еластичност и сила.Неговата екстремна издржливост е важен извор на напредок во ултра прецизната обработка (технологија на вртење дијаманти) и патот до екстремни притисоци во опсег од стотици GPa.
Хемиската непропустливост, визуелната издржливост и биолошката активност ги зголемуваат можностите за дизајнирање на системите кои ги користат овие функционални квалитети.Дијамант се прослави во областа на мехатроника, оптика, сензори и управување со податоци.
За да се овозможи нивна примена, врзувањето на дијамантите и нивната шема создава очигледни проблеми.Реактивно јонско офорт (RIE), индуктивно поврзана плазма (ICP) и офорт со електронски сноп се примери на постоечки процесни системи кои користат техники на офорт (EBIE).
Дијамантските структури исто така се создаваат со помош на техники за обработка на ласер и фокусиран јонски зрак (FIB).Целта на оваа техника на изработка е да се забрза раслојувањето, како и да се овозможи скалирање на големи површини во последователни производствени структури.Овие процеси користат течни окопувачи (плазма, гасови и течни раствори), што ја ограничува геометриската сложеност што може да се постигне.
Оваа револуционерна работа ја проучува материјалната аблација со хемиско создавање пареа и создава поликристален дијамант со FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 атомски проценти) на површината.Главното внимание е посветено на создавањето на ТМ модели за прецизно офортување на структури во дијаманти од метар.Основниот дијамант е врзан за нанокристалниот FeCoB со термичка обработка на 700 до 900°C за 30 до 90 минути.
Непроменет слој од примерок од дијамант укажува на поликристална микроструктура.Грубоста (Ra) во секоја одредена честичка беше 3,84 ± 0,47 nm, а вкупната грубост на површината беше 9,6 ± 1,2 nm.Грубоста (во рамките на едно зрно од дијамант) на вградениот метален слој FeCoB е 3,39 ± 0,26 nm, а висината на слојот е 100 ± 10 nm.
По варењето на 800°C за 30 минути, дебелината на металната површина се зголеми на 600 ± 100 nm, а грубоста на површината (Ra) се зголеми на 224 ± 22 nm.За време на жарењето, атомите на јаглерод дифундираат во слојот FeCoB, што резултира со зголемување на големината.
Три примероци со слоеви FeCoB со дебелина од 100 nm беа загреани на температури од 700, 800 и 900 ° C, соодветно.Кога температурниот опсег е под 700°C, нема значително поврзување помеѓу дијамантот и FeCoB, а многу малку материјал се отстранува по хидротермалната обработка.Отстранувањето на материјалот се подобрува до температури над 800 °C.
Кога температурата достигна 900°C, стапката на офорт се зголеми двапати во споредба со температурата од 800°C.Сепак, профилот на гравираниот регион е многу различен од оној на имплантираните секвенци на гравирање (FeCoB).
Шематски приказ на визуелизација на офорт во цврста состојба за да се создаде шема: Просторно селективно офорт во цврста состојба на дијамант со помош на фотолитографски шарен FeCoB.Кредит на сликата: Ван З. и Шанкар МР и сор., Дијаманти и сродни материјали.
Примероците FeCoB со дебелина од 100 nm на дијаманти беа обработени на 800°C за 30, 60 и 90 минути, соодветно.
Грубоста (Ra) на гравираната површина беше одредена како функција од времето на одговор на 800°C.Тврдоста на примероците по жарење за 30, 60 и 90 минути беше 186±28 nm, 203±26 nm и 212±30 nm, соодветно.Со длабочина на офорт од 500, 800 или 100 nm, односот (RD) на грубоста на врежаната површина до длабочината на офорт е 0,372, 0,254 и 0,212, соодветно.
Грубоста на гравираната површина не се зголемува значително со зголемување на длабочината на офорт.Откриено е дека температурата потребна за реакцијата помеѓу дијамантот и НМ етантот е поголема од 700°C.
Резултатите од студијата покажуваат дека FeCoB може ефикасно да ги отстрани дијамантите со многу побрзо темпо отколку само Fe или Co.
Време на објавување: 31 август 2023 година