डायमंड अँड रिलेटेड मटेरिअल्स या जर्नलमधील नवीन अभ्यासात नमुने तयार करण्यासाठी FeCoB इचेंटसह पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंडच्या नक्षीवर लक्ष केंद्रित केले आहे.या सुधारित तांत्रिक नवकल्पनांचा परिणाम म्हणून, डायमंड पृष्ठभाग हानीशिवाय आणि कमी दोषांसह मिळू शकतात.
संशोधन: फोटोलिथोग्राफिक पॅटर्नसह FeCoB वापरून घन अवस्थेत हिऱ्याचे स्थानिक निवडक नक्षीकाम.प्रतिमा क्रेडिट: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
सॉलिड-स्टेट डिफ्यूजन प्रक्रियेद्वारे, FeCoB नॅनोक्रिस्टलाइन फिल्म्स (Fe:Co:B=60:20:20, अणु गुणोत्तर) मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये जाळीचे लक्ष्यीकरण आणि हिरे काढून टाकणे साध्य करू शकतात.
हिऱ्यांमध्ये अद्वितीय जैवरासायनिक आणि दृश्य गुण तसेच उच्च लवचिकता आणि सामर्थ्य असते.अल्ट्रा प्रिसिजन मशिनिंग (डायमंड टर्निंग टेक्नॉलॉजी) आणि शेकडो जीपीएच्या श्रेणीतील अत्यंत दाबांचा मार्ग यामधील प्रगतीचा अत्यंत टिकाऊपणा हा महत्त्वाचा स्त्रोत आहे.
रासायनिक अभेद्यता, व्हिज्युअल टिकाऊपणा आणि जैविक क्रियाकलाप या कार्यात्मक गुणांचा वापर करणार्‍या सिस्टमच्या डिझाइनची शक्यता वाढवतात.डायमंडने मेकॅट्रॉनिक्स, ऑप्टिक्स, सेन्सर्स आणि डेटा मॅनेजमेंट या क्षेत्रात स्वतःचे नाव कमावले आहे.
त्यांचा अनुप्रयोग सक्षम करण्यासाठी, हिऱ्यांचे बंधन आणि त्यांचे पॅटर्न स्पष्ट समस्या निर्माण करतात.रिअॅक्टिव्ह आयन एचिंग (RIE), इंडक्टिव्हली कपल्ड प्लाझ्मा (ICP), आणि इलेक्ट्रॉन बीम इंड्युस्ड एचिंग ही विद्यमान प्रक्रिया प्रणालींची उदाहरणे आहेत जी एचिंग तंत्र (EBIE) वापरतात.
लेसर आणि फोकस्ड आयन बीम (FIB) प्रक्रिया तंत्र वापरून डायमंड स्ट्रक्चर्स देखील तयार केले जातात.या फॅब्रिकेशन तंत्राचे उद्दिष्ट डेलेमिनेशनला गती देणे तसेच सलग उत्पादन संरचनांमध्ये मोठ्या क्षेत्रावर स्केलिंग करण्यास अनुमती देणे हे आहे.या प्रक्रियांमध्ये लिक्विड एचंट्स (प्लाझ्मा, वायू आणि द्रव समाधान) वापरतात, जे साध्य करण्यायोग्य भौमितिक गुंतागुंत मर्यादित करतात.
हे महत्त्वपूर्ण काम रासायनिक वाष्प निर्मितीद्वारे सामग्रीच्या पृथक्करणाचा अभ्यास करते आणि पृष्ठभागावर FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 अणू टक्के) सह पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड तयार करते.डायमंड्समध्ये मीटर-स्केल स्ट्रक्चर्सच्या अचूक कोरीव कामासाठी टीएम मॉडेल्सच्या निर्मितीवर मुख्य लक्ष दिले जाते.अंतर्निहित हिरा नॅनोक्रिस्टलाइन FeCoB शी 700 ते 900°C तापमानावर 30 ते 90 मिनिटांसाठी उष्णता उपचाराद्वारे जोडला जातो.
डायमंड नमुन्याचा एक अखंड थर अंतर्निहित पॉलीक्रिस्टलाइन मायक्रोस्ट्रक्चर दर्शवितो.प्रत्येक विशिष्ट कणातील खडबडीतपणा (Ra) 3.84 ± 0.47 nm होता आणि एकूण पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा 9.6 ± 1.2 nm होता.इम्प्लांट केलेल्या FeCoB मेटल लेयरचा उग्रपणा (एका डायमंड ग्रेनमध्ये) 3.39 ± 0.26 nm आहे आणि लेयरची उंची 100 ± 10 nm आहे.
30 मिनिटांसाठी 800°C वर ऍनीलिंग केल्यावर, धातूच्या पृष्ठभागाची जाडी 600 ± 100 nm पर्यंत वाढली आणि पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा (Ra) 224 ± 22 nm पर्यंत वाढला.एनीलिंग दरम्यान, कार्बन अणू FeCoB थरात पसरतात, परिणामी आकार वाढतो.
100 nm जाडीचे FeCoB थर असलेले तीन नमुने अनुक्रमे 700, 800 आणि 900°C तापमानात गरम केले गेले.जेव्हा तापमान श्रेणी 700°C च्या खाली असते, तेव्हा डायमंड आणि FeCoB यांच्यात कोणतेही महत्त्वपूर्ण बंधन नसते आणि हायड्रोथर्मल उपचारानंतर फारच कमी सामग्री काढून टाकली जाते.800 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानापर्यंत सामग्री काढून टाकणे वाढविले जाते.
जेव्हा तापमान 900 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत पोहोचले तेव्हा 800 डिग्री सेल्सिअस तापमानाच्या तुलनेत कोरीव कामाचा दर दुप्पट वाढला.तथापि, खोदलेल्या प्रदेशाचे प्रोफाइल रोपण केलेल्या नक्षीच्या अनुक्रमांपेक्षा (FeCoB) खूप वेगळे आहे.
पॅटर्न तयार करण्यासाठी सॉलिड स्टेट इचेंटचे व्हिज्युअलायझेशन दर्शविणारे स्कीमॅटिक: फोटोलिथोग्राफिकली पॅटर्नयुक्त FeCoB वापरून डायमंडचे स्थानिक निवडक सॉलिड स्टेट इचिंग.इमेज क्रेडिट: व्हॅन झेड आणि शंकर एमआर एट अल., हिरे आणि संबंधित साहित्य.
हिऱ्यांवरील 100 एनएम जाडीचे FeCoB नमुने अनुक्रमे 30, 60 आणि 90 मिनिटांसाठी 800°C तापमानावर प्रक्रिया करण्यात आले.
उत्कीर्ण क्षेत्राचा खडबडीतपणा (Ra) 800°C वर प्रतिसाद वेळेचे कार्य म्हणून निर्धारित केला गेला.30, 60 आणि 90 मिनिटे एनीलिंग केल्यानंतर नमुन्यांची कडकपणा अनुक्रमे 186±28 एनएम, 203±26 एनएम आणि 212±30 एनएम होती.500, 800, किंवा 100 nm च्या खोदकाम खोलीसह, खोदकाम केलेल्या क्षेत्राच्या खडबडीतपणाचे गुणोत्तर (RD) अनुक्रमे 0.372, 0.254 आणि 0.212 आहे.
खोदकामाची खोली वाढल्याने खोदलेल्या भागाचा खडबडीतपणा लक्षणीय वाढत नाही.असे आढळून आले आहे की डायमंड आणि एचएम इचंट यांच्यातील अभिक्रियासाठी आवश्यक तापमान 700°C पेक्षा जास्त आहे.
अभ्यासाचे परिणाम दर्शवतात की FeCoB एकट्या Fe किंवा Co पेक्षा जास्त वेगाने हिरे प्रभावीपणे काढू शकते.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-31-2023