या अभ्यासात, आम्ही आरएफ स्पटरिंग आणि आरएफ-पीईसीव्हीडी द्वारे सह-निक्षेपादरम्यान मायक्रोकार्बन स्त्रोतांमध्ये संश्लेषित केलेल्या Cu/Ni नॅनोकणांचा तसेच Cu/Ni नॅनोकणांचा वापर करून CO वायू शोधण्यासाठी स्थानिक पृष्ठभागाच्या प्लाझमोन रेझोनान्सची तपासणी केली.कणांचे मॉर्फोलॉजी.प्रतिमा प्रक्रिया आणि फ्रॅक्टल/मल्टीफ्रॅक्टल विश्लेषण तंत्रांचा वापर करून 3D अणू शक्ती मायक्रोग्राफचे विश्लेषण करून पृष्ठभाग आकारशास्त्राचा अभ्यास केला गेला.MountainsMap® Premium सॉफ्टवेअरचा वापर करून सांख्यिकीय विश्लेषण दोन-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) आणि कमीतकमी लक्षणीय फरक चाचणीसह केले गेले.पृष्ठभाग नॅनोस्ट्रक्चर्सचे स्थानिक आणि जागतिक विशिष्ट वितरण आहे.प्रायोगिक आणि सिम्युलेटेड रदरफोर्ड बॅकस्कॅटरिंग स्पेक्ट्राने नॅनोकणांच्या गुणवत्तेची पुष्टी केली.नवीन तयार केलेले नमुने नंतर कार्बन डाय ऑक्साईड चिमणीच्या संपर्कात आले आणि स्थानिक पृष्ठभागाच्या प्लाझमोन रेझोनान्सच्या पद्धतीचा वापर करून गॅस सेन्सर म्हणून त्यांचा वापर तपासण्यात आला.तांब्याच्या थराच्या वर निकेलचा थर जोडल्याने आकारविज्ञान आणि वायू शोध या दोन्ही बाबतीत मनोरंजक परिणाम दिसून आले.रदरफोर्ड बॅकस्केटरिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषणासह पातळ फिल्म पृष्ठभाग टोपोग्राफीचे प्रगत स्टिरिओ विश्लेषणाचे संयोजन या क्षेत्रात अद्वितीय आहे.
गेल्या काही दशकांमध्ये जलद वायू प्रदूषण, विशेषत: जलद औद्योगिकीकरणामुळे, संशोधकांना वायू शोधण्याच्या महत्त्वाबद्दल अधिक जाणून घेण्यास प्रवृत्त केले आहे.मेटल नॅनोपार्टिकल्स (NPs) हे गॅस सेन्सरसाठी आशादायक सामग्री असल्याचे दर्शविले गेले आहे 1,2,3,4 स्थानिकीकृत पृष्ठभागाच्या प्लाझमॉन रेझोनान्स (LSPR) च्या तुलनेत पातळ धातूच्या फिल्म्सच्या तुलनेत, जो एक पदार्थ आहे जो मजबूत आणि जोरदार मर्यादित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिकसह प्रतिध्वनित होतो. फील्ड ५,६,७,८.एक स्वस्त, कमी-विषारी आणि बहुमुखी संक्रमण धातू म्हणून, तांबे हे शास्त्रज्ञ आणि उद्योग, विशेषत: सेन्सर निर्मात्यांद्वारे महत्त्वाचे घटक मानले जातात9.दुसरीकडे, निकेल संक्रमण धातू उत्प्रेरक इतर उत्प्रेरक 10 पेक्षा चांगली कामगिरी करतात.नॅनोस्केलवर Cu/Ni चा सुप्रसिद्ध वापर त्यांना आणखी महत्त्वाचा बनवतो, विशेषत: फ्यूजन11,12 नंतर त्यांचे संरचनात्मक गुणधर्म बदलत नाहीत.
मेटल नॅनोपार्टिकल्स आणि डायलेक्ट्रिक माध्यमासह त्यांचे इंटरफेस स्थानिक पृष्ठभागाच्या प्लाझमोन अनुनादांमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल प्रदर्शित करतात, अशा प्रकारे ते गॅस शोधण्यासाठी बिल्डिंग ब्लॉक्स म्हणून वापरले गेले आहेत13.जेव्हा शोषण स्पेक्ट्रम बदलतो, याचा अर्थ असा होतो की रेझोनंट तरंगलांबी आणि/किंवा शोषण शिखर तीव्रता आणि/किंवा FWHM चे तीन घटक 1, 2, 3, 4 ने बदलू शकतात. नॅनोस्ट्रक्चर्ड पृष्ठभागांवर, जे थेट कणांच्या आकाराशी संबंधित असतात, स्थानिक पृष्ठभाग नॅनो पार्टिकल्समधील प्लाझमोन रेझोनान्स, पातळ चित्रपटांऐवजी, आण्विक शोषण ओळखण्यासाठी एक प्रभावी घटक आहे14, जसे रुईझ एट अल यांनी देखील निदर्शनास आणले आहे.सूक्ष्म कण आणि शोध कार्यक्षमता 15 यांच्यातील संबंध दर्शविला.
CO वायूच्या ऑप्टिकल तपासणीबाबत, काही संमिश्र साहित्य जसे की AuCo3O416, Au-CuO17 आणि Au-YSZ18 साहित्यात नोंदवले गेले आहेत.संमिश्र पृष्ठभागावर रासायनिक रीतीने शोषलेले वायूचे रेणू शोधण्यासाठी मेटल ऑक्साईडसह एकत्रित केलेले एक उदात्त धातू म्हणून आपण सोन्याचा विचार करू शकतो, परंतु सेन्सर्सची मुख्य समस्या खोलीच्या तपमानावर त्यांची प्रतिक्रिया आहे, ज्यामुळे त्यांना प्रवेश करता येत नाही.
गेल्या काही दशकांमध्ये, उच्च नॅनोस्केल रिझोल्यूशन 19,20,21,22 वर त्रि-आयामी पृष्ठभाग मायक्रोमॉर्फोलॉजी वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी अणू शक्ती मायक्रोस्कोपी (AFM) एक प्रगत तंत्र म्हणून वापरली जात आहे.याशिवाय, स्टिरीओ, फ्रॅक्टल/मल्टीफ्रॅक्टल विश्लेषण23,24,25,26, पॉवर स्पेक्ट्रल डेन्सिटी (PSD)27 आणि मिन्कोव्स्की28 फंक्शनल ही पातळ फिल्म्सच्या पृष्ठभागाची टोपोग्राफी वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी अत्याधुनिक साधने आहेत.
या अभ्यासात, स्थानिक पृष्ठभागाच्या प्लाझमॉन रेझोनान्स (LSPR) शोषणावर आधारित, acetylene (C2H2) Cu/Ni NP ट्रेस खोलीच्या तपमानावर CO गॅस सेन्सर म्हणून वापरण्यासाठी जमा केले गेले.रदरफोर्ड बॅकस्कॅटर स्पेक्ट्रोस्कोपी (RBS) चा वापर AFM प्रतिमांमधून रचना आणि आकारविज्ञानाचे विश्लेषण करण्यासाठी केला गेला आणि पृष्ठभागाच्या समस्थानिक आणि पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म टेक्सचरच्या सर्व अतिरिक्त मायक्रोमॉर्फोलॉजिकल पॅरामीटर्सचा अभ्यास करण्यासाठी MountainsMap® Premium सॉफ्टवेअर वापरून 3D टोपोग्राफिक नकाशे प्रक्रिया करण्यात आली.दुसरीकडे, नवीन वैज्ञानिक परिणाम प्रदर्शित केले जातात जे औद्योगिक प्रक्रियांवर लागू केले जाऊ शकतात आणि रासायनिक वायू शोध (CO) साठी अनुप्रयोगांमध्ये खूप स्वारस्य आहे.साहित्य प्रथमच या नॅनोपार्टिकलचे संश्लेषण, वैशिष्ट्यीकरण आणि अनुप्रयोगाचा अहवाल देते.
Cu/Ni नॅनोपार्टिकल्सची एक पातळ फिल्म 13.56 MHz पॉवर सप्लायसह RF स्पटरिंग आणि RF-PECVD सह-डिपॉझिशनद्वारे तयार केली गेली.पद्धत वेगवेगळ्या सामग्री आणि आकारांच्या दोन इलेक्ट्रोडसह अणुभट्टीवर आधारित आहे.सर्वात लहान एक ऊर्जायुक्त इलेक्ट्रोड म्हणून धातू आहे, आणि मोठा एक स्टेनलेस स्टील चेंबरद्वारे एकमेकांपासून 5 सेमी अंतरावर ग्राउंड केला जातो.चेंबरमध्ये SiO 2 सब्सट्रेट आणि Cu लक्ष्य ठेवा, नंतर खोलीच्या तपमानावर बेस प्रेशर म्हणून चेंबर 103 N/m 2 वर रिकामा करा, चेंबरमध्ये ऍसिटिलीन वायू प्रविष्ट करा आणि नंतर सभोवतालच्या दाबावर दबाव आणा.या पायरीमध्ये अॅसिटिलीन वायू वापरण्याची दोन मुख्य कारणे आहेत: पहिले, ते प्लाझ्मा उत्पादनासाठी वाहक वायू म्हणून काम करते आणि दुसरे म्हणजे, कार्बनच्या शोधलेल्या प्रमाणात नॅनोकण तयार करण्यासाठी.डिपॉझिशन प्रक्रिया अनुक्रमे 3.5 N/m2 आणि 80 W च्या प्रारंभिक गॅस प्रेशर आणि RF पॉवरवर 30 मिनिटांसाठी केली गेली.मग व्हॅक्यूम खंडित करा आणि लक्ष्य बदला Ni.डिपॉझिशन प्रक्रिया अनुक्रमे 2.5 N/m2 आणि 150 W च्या प्रारंभिक गॅस दाब आणि RF पॉवरवर पुनरावृत्ती होते.शेवटी, अॅसिटिलीन वातावरणात जमा झालेले तांबे आणि निकेल नॅनोकण तांबे/निकेल नॅनोस्ट्रक्चर बनवतात.नमुना तयार करण्यासाठी आणि अभिज्ञापकांसाठी तक्ता 1 पहा.
नॅनोमीटर मल्टीमोड अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शक (डिजिटल इन्स्ट्रुमेंट्स, सांता बार्बरा, CA) वापरून 1 μm × 1 μm चौरस स्कॅन क्षेत्रात नॉन-कॉन्टॅक्ट मोडमध्ये 10-20 μm/मिनिट स्कॅनिंग गतीने नव्याने तयार केलेल्या नमुन्यांची 3D प्रतिमा रेकॉर्ड केली गेली. .सह.MountainsMap® Premium सॉफ्टवेअरचा वापर 3D AFM टोपोग्राफिक नकाशांवर प्रक्रिया करण्यासाठी केला गेला.ISO 25178-2:2012 29,30,31 नुसार, अनेक मॉर्फोलॉजिकल पॅरामीटर्सचे दस्तऐवजीकरण आणि चर्चा केली जाते, उंची, कोर, व्हॉल्यूम, वर्ण, कार्य, जागा आणि संयोजन परिभाषित केले जातात.
उच्च-ऊर्जा असलेल्या रदरफोर्ड बॅकस्कॅटरिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी (RBS) चा वापर करून MeV च्या क्रमाने नव्याने तयार केलेल्या नमुन्यांची जाडी आणि रचना यांचा अंदाज लावला गेला.गॅस प्रोबिंगच्या बाबतीत, LSPR स्पेक्ट्रोस्कोपी 350 ते 850 nm तरंगलांबी श्रेणीमध्ये UV-Vis स्पेक्ट्रोमीटर वापरून वापरली गेली, तर प्रतिनिधी नमुना 5.2 सेमी व्यासाचा आणि 13.8 सेमी उंचीच्या बंद स्टेनलेस स्टीलच्या क्युव्हेटमध्ये होता. 99.9 % CO वायू प्रवाह दराच्या शुद्धतेवर (एरियन गॅस कंपनी IRSQ मानकानुसार, 180 सेकंद आणि 600 सेकंदांसाठी 1.6 ते 16 l/h).ही पायरी खोलीच्या तापमानात, सभोवतालची आर्द्रता 19% आणि फ्युम हूडवर चालते.
रदरफोर्ड बॅकस्कॅटरिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी आयन स्कॅटरिंग तंत्र म्हणून पातळ चित्रपटांच्या रचनेचे विश्लेषण करण्यासाठी वापरली जाईल.ही अनोखी पद्धत संदर्भ मानक वापरल्याशिवाय प्रमाणीकरणास अनुमती देते.RBS विश्लेषण नमुन्यावरील MeV च्या क्रमाने उच्च ऊर्जा (He2+ आयन, म्हणजे अल्फा कण) मोजते आणि दिलेल्या कोनात परत विखुरलेले He2+ आयन.SIMNRA कोड सरळ रेषा आणि वक्र मॉडेलिंगसाठी उपयुक्त आहे आणि प्रायोगिक RBS स्पेक्ट्राशी त्याचा पत्रव्यवहार तयार केलेल्या नमुन्यांची गुणवत्ता दर्शवितो.Cu/Ni NP नमुन्याचे RBS स्पेक्ट्रम आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे, जेथे लाल रेषा प्रायोगिक RBS स्पेक्ट्रम आहे आणि निळी रेषा SIMNRA प्रोग्रामचे अनुकरण आहे, हे पाहिले जाऊ शकते की दोन वर्णक्रमीय रेषा चांगल्या आहेत. करारनमुन्यातील घटक ओळखण्यासाठी 1985 keV ची उर्जा असलेली घटना बीम वापरली गेली.वरच्या थराची जाडी सुमारे 40 1E15Atom/cm2 असते ज्यामध्ये 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C आणि 0.02% Fe असते.फे हे स्पटरिंग दरम्यान नि लक्ष्यातील अशुद्धतेशी संबंधित आहे.अंतर्निहित Cu आणि Ni ची शिखरे अनुक्रमे 1500 keV वर दिसतात आणि C आणि O2 ची शिखरे अनुक्रमे 426 keV आणि 582 keV वर दिसतात.Na, Si, आणि Fe या पायऱ्या अनुक्रमे 870 keV, 983 keV, 1340 keV आणि 1823 keV आहेत.
Cu आणि Cu/Ni NP फिल्म पृष्ठभागांच्या स्क्वेअर 3D टोपोग्राफिक AFM प्रतिमा अंजीर मध्ये दर्शविल्या आहेत.2. या व्यतिरिक्त, प्रत्येक आकृतीमध्ये सादर केलेली 2D स्थलाकृति दर्शवते की चित्रपटाच्या पृष्ठभागावर पाहिलेले NPs गोलाकार आकारात एकत्र होतात आणि हे आकारविज्ञान गोडसेलाही आणि आर्मंड32 आणि आर्मंड एट अल.33 यांनी वर्णन केलेल्या प्रमाणेच आहे.तथापि, आमचे Cu NPs एकत्रित केलेले नव्हते, आणि फक्त Cu असलेल्या नमुन्यात खडबडीत (चित्र 2a) पेक्षा अधिक बारीक शिखरांसह लक्षणीय गुळगुळीत पृष्ठभाग दिसून आला.याउलट, CuNi15 आणि CuNi20 नमुन्यांवरील खुल्या शिखरांना स्पष्ट गोलाकार आकार आणि उच्च तीव्रता आहे, जसे की Fig. 2a आणि b मधील उंचीच्या गुणोत्तराने दाखवले आहे.फिल्म मॉर्फोलॉजीमधील स्पष्ट बदल सूचित करतात की पृष्ठभागावर भिन्न स्थलाकृतिक अवकाशीय संरचना आहेत, ज्याचा परिणाम निकेल जमा होण्याच्या वेळेमुळे होतो.
Cu (a), CuNi15 (b), आणि CuNi20 (c) पातळ चित्रपटांच्या AFM प्रतिमा.प्रत्येक प्रतिमेमध्ये योग्य 2D नकाशे, उंची वितरण आणि अॅबॉट फायरस्टोन वक्र एम्बेड केलेले आहेत.
अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे गॉसियन फिट वापरून 100 नॅनोकण मोजून मिळवलेल्या व्यास वितरण हिस्टोग्रामवरून नॅनोकणांच्या सरासरी धान्य आकाराचा अंदाज लावला गेला.हे पाहिले जाऊ शकते की Cu आणि CuNi15 मध्ये समान सरासरी धान्य आकार (27.7 आणि 28.8 nm), तर CuNi20 मध्ये लहान धान्ये (23.2 nm) आहेत, जे गोडसेलाही आणि अन्य यांनी नोंदवलेल्या मूल्याच्या जवळ आहेत.34 (सुमारे 24 एनएम).द्विधातु प्रणालींमध्ये, स्थानिकीकृत पृष्ठभागाच्या प्लाझमोन रेझोनान्सची शिखरे धान्याच्या आकारमानात बदल करून बदलू शकतात35.या संदर्भात, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की दीर्घ नि डिपॉझिशन वेळ आपल्या सिस्टमच्या Cu/Ni पातळ फिल्म्सच्या पृष्ठभागाच्या प्लाझमोनिक गुणधर्मांवर परिणाम करतो.
(a) Cu, (b) CuNi15, आणि (c) CuNi20 पातळ चित्रपटांचे कण आकाराचे वितरण AFM स्थलाकृतिवरून प्राप्त झाले आहे.
थिन फिल्म्समध्ये टोपोग्राफिक स्ट्रक्चर्सच्या स्थानिक कॉन्फिगरेशनमध्ये बल्क मॉर्फोलॉजी देखील महत्त्वाची भूमिका बजावते.तक्ता 2 मध्ये AFM नकाशाशी संबंधित उंची-आधारित स्थलाकृतिक मापदंडांची सूची आहे, ज्याचे वर्णन सरासरी खडबडीत (Sa), skewness (Ssk) आणि kurtosis (Sku) च्या वेळेच्या मूल्यांद्वारे केले जाऊ शकते.Sa मूल्ये अनुक्रमे 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) आणि 5.34 nm (CuNi20) आहेत, हे पुष्टी करते की वाढत्या Ni निक्षेप वेळेसह चित्रपट अधिक खडबडीत होतात.ही मूल्ये पूर्वी अरमान एट अल.३३ (१–४ एनएम), गोडसेलाही एट अल.३४ (१–१.०५ एनएम) आणि झेलू एट अल.३६ (१.९१–६.३२ एनएम) यांच्याशी तुलना करता येतील, जिथे समान Cu/Ni NPs च्या फिल्म्स जमा करण्यासाठी या पद्धतींचा वापर करून स्पटरिंग केले गेले.तथापि, घोष et al.37 ने इलेक्ट्रोडपोझिशनद्वारे Cu/Ni मल्टीलेअर्स जमा केले आणि उच्च खडबडीत मूल्ये नोंदवली, वरवर पाहता 13.8 ते 36 nm च्या श्रेणीत.हे लक्षात घेतले पाहिजे की भिन्न निक्षेप पद्धतींद्वारे पृष्ठभागाच्या निर्मितीच्या गतीशास्त्रातील फरकांमुळे भिन्न अवकाशीय नमुन्यांसह पृष्ठभागांची निर्मिती होऊ शकते.असे असले तरी, RF-PECVD पद्धत 6.32 nm पेक्षा जास्त नसलेल्या Cu/Ni NP चे चित्रपट मिळविण्यासाठी प्रभावी आहे.
उंची प्रोफाइलसाठी, उच्च-क्रम सांख्यिकीय क्षण Ssk आणि Sku अनुक्रमे उंची वितरणाच्या विषमता आणि सामान्यतेशी संबंधित आहेत.सर्व Ssk मूल्ये सकारात्मक आहेत (Ssk > 0), एक लांब उजवी शेपटी 38 दर्शविते, ज्याची पुष्टी इनसेट 2 मधील उंची वितरण प्लॉटद्वारे केली जाऊ शकते. या व्यतिरिक्त, सर्व उंची प्रोफाइलवर तीक्ष्ण शिखर 39 (Sku > 3) चे वर्चस्व होते. , वक्र हे दर्शविते की उंचीचे वितरण गॉसियन बेल वक्र पेक्षा कमी सपाट आहे.उंची वितरण प्लॉटमधील लाल रेषा म्हणजे अॅबॉट-फायरस्टोन 40 वक्र, डेटाच्या सामान्य वितरणाचे मूल्यमापन करण्यासाठी एक योग्य सांख्यिकीय पद्धत.ही ओळ उंचीच्या हिस्टोग्रामवरील एकत्रित बेरीजमधून प्राप्त केली जाते, जेथे सर्वोच्च शिखर आणि सर्वात खोल कुंड त्यांच्या किमान (0%) आणि कमाल (100%) मूल्यांशी संबंधित असतात.या अॅबॉट-फायरस्टोन वक्रांचा y-अक्षावर गुळगुळीत S-आकार आहे आणि सर्व प्रकरणांमध्ये सर्वात खडबडीत आणि सर्वात तीव्र शिखरापासून सुरुवात करून, आच्छादित क्षेत्र ओलांडलेल्या सामग्रीच्या टक्केवारीत प्रगतीशील वाढ दर्शवते.हे पृष्ठभागाच्या अवकाशीय संरचनेची पुष्टी करते, जे प्रामुख्याने निकेल जमा होण्याच्या वेळेमुळे प्रभावित होते.
तक्ता 3 AFM प्रतिमांमधून प्राप्त केलेल्या प्रत्येक पृष्ठभागाशी संबंधित विशिष्ट ISO मॉर्फोलॉजी पॅरामीटर्स सूचीबद्ध करते.हे सर्वज्ञात आहे की क्षेत्र ते सामग्री गुणोत्तर (Smr) आणि काउंटर क्षेत्र ते सामग्री गुणोत्तर (Smc) हे पृष्ठभाग कार्यात्मक मापदंड आहेत29.उदाहरणार्थ, आमचे परिणाम असे दर्शवतात की पृष्ठभागाच्या मध्यभागाच्या वरचा प्रदेश सर्व चित्रपटांमध्ये पूर्णपणे शिखरावर आहे (Smr = 100%).तथापि, Smr ची मूल्ये भूप्रदेश 41 च्या बेअरिंग एरिया गुणांकाच्या वेगवेगळ्या उंचीवरून प्राप्त केली जातात, कारण Smc पॅरामीटर ज्ञात आहे.Smc चे वर्तन Cu → CuNi20 मधील उग्रपणाच्या वाढीद्वारे स्पष्ट केले जाते, जेथे हे पाहिले जाऊ शकते की CuNi20 साठी मिळालेले सर्वोच्च उग्रपणाचे मूल्य Smc ~ 13 nm देते, तर Cu साठी मूल्य सुमारे 8 nm आहे.
ब्लेंडिंग पॅरामीटर्स RMS ग्रेडियंट (Sdq) आणि विकसित इंटरफेस एरिया रेशो (Sdr) हे टेक्सचर फ्लॅटनेस आणि जटिलतेशी संबंधित पॅरामीटर्स आहेत.Cu → CuNi20 पासून, Sdq मूल्ये 7 ते 21 पर्यंत आहेत, जे दर्शविते की जेव्हा Ni थर 20 मिनिटांसाठी जमा केला जातो तेव्हा चित्रपटांमधील स्थलाकृतिक अनियमितता वाढते.हे लक्षात घेतले पाहिजे की CuNi20 चा पृष्ठभाग Cu च्या पृष्ठभागासारखा सपाट नाही.याव्यतिरिक्त, असे आढळून आले की Sdr पॅरामीटरचे मूल्य, पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म टेक्सचरच्या जटिलतेशी संबंधित, Cu → CuNi20 पासून वाढते.कांबळे et al.42 च्या अभ्यासानुसार, पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म संरचनाची जटिलता वाढत्या Sdr बरोबर वाढते, हे दर्शविते की CuNi20 (Sdr = 945%) मध्ये Cu चित्रपटांच्या तुलनेत अधिक जटिल पृष्ठभागाची सूक्ष्म रचना आहे (Sdr = 229%)..खरं तर, पोतच्या सूक्ष्म जटिलतेतील बदल हे खडबडीत शिखरांच्या वितरणात आणि आकारात महत्त्वाची भूमिका बजावते, जे शिखर घनता (Spd) आणि अंकगणितीय सरासरी शिखर वक्रता (Spc) च्या वैशिष्ट्यपूर्ण मापदंडांवरून पाहिले जाऊ शकते.या संदर्भात, Cu → CuNi20 वरून Spd वाढते, हे दर्शविते की वाढत्या Ni थर जाडीसह शिखरे अधिक घनतेने व्यवस्थित आहेत.याव्यतिरिक्त, Cu→CuNi20 वरून Spc देखील वाढते, हे दर्शविते की Cu नमुन्याच्या पृष्ठभागाचा शिखर आकार अधिक गोलाकार आहे (Spc = 612), तर CuNi20 चा आकार अधिक तीव्र आहे (Spc = 925).
प्रत्येक चित्रपटाचे उग्र प्रोफाइल देखील पृष्ठभागाच्या शिखर, गाभा आणि कुंड प्रदेशात वेगळे अवकाशीय नमुने दर्शविते.कोर ची उंची (Sk), कमी होत जाणारे शिखर (Spk) (कोरच्या वर), आणि कुंड (Svk) (कोरच्या खाली) 31,43 हे मापदंड आहेत जे पृष्ठभागाच्या समतलाला लंब मोजले जातात30 आणि Cu → CuNi20 मुळे वाढतात. पृष्ठभाग खडबडीत लक्षणीय वाढत्याचप्रमाणे, पीक मटेरियल (व्हीएमपी), कोर मटेरियल (व्हीएमसी), ट्रफ व्हॉइड (व्हीव्हीव्ही), आणि कोर व्हॉइड व्हॉल्यूम (व्हीव्हीसी)31 समान कल दर्शवतात कारण सर्व मूल्ये Cu → CuNi20 पासून वाढतात.हे वर्तन सूचित करते की CuNi20 पृष्ठभाग इतर नमुन्यांपेक्षा जास्त द्रव धरू शकतो, जे सकारात्मक आहे, हे सूचित करते की या पृष्ठभागावर स्मीअर करणे सोपे आहे44.म्हणून, हे लक्षात घेतले पाहिजे की निकेल लेयरची जाडी CuNi15 → CuNi20 पासून वाढते, टोपोग्राफिक प्रोफाइलमधील बदल उच्च-ऑर्डर मॉर्फोलॉजिकल पॅरामीटर्समधील बदलांपेक्षा मागे राहतात, ज्यामुळे पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म टेक्सचरवर आणि फिल्मच्या अवकाशीय पॅटर्नवर परिणाम होतो.
व्यावसायिक MountainsMap45 सॉफ्टवेअरचा वापर करून AFM टोपोग्राफिक नकाशा तयार करून चित्रपटाच्या पृष्ठभागाच्या सूक्ष्म रचनेचे गुणात्मक मूल्यांकन प्राप्त केले गेले.प्रस्तुतीकरण आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे, जे पृष्ठभागाच्या संदर्भात एक प्रातिनिधिक खोबणी आणि ध्रुवीय प्लॉट दर्शविते.तक्ता 4 मध्ये स्लॉट आणि जागा पर्यायांची सूची आहे.खोबणीच्या प्रतिमा दर्शवितात की नमुन्यामध्ये चॅनेलच्या समान प्रणालीचे वर्चस्व आहे ज्यामध्ये खोबणी स्पष्टपणे एकजिनसी आहे.तथापि, कमाल ग्रूव्ह डेप्थ (MDF) आणि सरासरी ग्रूव्ह डेप्थ (MDEF) या दोन्ही पॅरामीटर्स Cu वरून CuNi20 पर्यंत वाढतात, CuNi20 च्या स्नेहन क्षमतेबद्दल पूर्वीच्या निरीक्षणांची पुष्टी करतात.हे लक्षात घेतले पाहिजे की Cu (Fig. 4a) आणि CuNi15 (Fig. 4b) नमुन्यांमध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या समान रंगाचे स्केल आहेत, जे सूचित करते की 15 साठी Ni फिल्म जमा केल्यानंतर Cu फिल्म पृष्ठभागाच्या मायक्रोटेक्श्चरमध्ये लक्षणीय बदल झाले नाहीत. मियाउलट, CuNi20 नमुना (Fig. 4c) वेगवेगळ्या रंगांच्या स्केलसह सुरकुत्या प्रदर्शित करतो, जो त्याच्या उच्च MDF आणि MDEF मूल्यांशी संबंधित आहे.
Cu (a), CuNi15 (b), आणि CuNi20 (c) चित्रपटांच्या सूक्ष्म टेक्सचरचे ग्रूव्ह आणि पृष्ठभाग समस्थानिक.
अंजीर मध्ये ध्रुवीय आकृती.4 हे देखील दर्शविते की पृष्ठभागाचे सूक्ष्म टेक्सचर वेगळे आहे.हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की नि लेयरच्या पदच्युतीमुळे अवकाशीय पॅटर्नमध्ये लक्षणीय बदल होतो.नमुन्यांची गणना केलेली मायक्रोटेक्स्ट्यूरल आयसोट्रॉपी 48% (Cu), 80% (CuNi15), आणि 81% (CuNi20) होती.हे पाहिले जाऊ शकते की नि लेयरचे निक्षेप अधिक आयसोट्रॉपिक मायक्रोटेक्श्चरच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरते, तर सिंगल लेयर क्यू फिल्ममध्ये अधिक अॅनिसोट्रॉपिक पृष्ठभागाचे सूक्ष्म टेक्सचर असते.याव्यतिरिक्त, CuNi15 आणि CuNi20 च्या प्रबळ अवकाशीय फ्रिक्वेन्सी Cu नमुन्यांच्या तुलनेत त्यांच्या मोठ्या स्वयंसंबंध लांबीमुळे (Sal)44 कमी आहेत.हे या नमुन्यांद्वारे (Std = 2.5° आणि Std = 3.5°) प्रदर्शित केलेल्या समान धान्य अभिमुखतेसह देखील एकत्रित केले आहे, तर Cu नमुन्यासाठी खूप मोठे मूल्य नोंदवले गेले आहे (Std = 121°).या परिणामांवर आधारित, सर्व चित्रपट वेगवेगळ्या आकारविज्ञान, टोपोग्राफिक प्रोफाइल आणि खडबडीतपणामुळे लांब पल्ल्याच्या अवकाशीय फरकांचे प्रदर्शन करतात.अशाप्रकारे, हे परिणाम दाखवतात की नी लेयर डिपॉझिशन वेळ CuNi बाईमेटेलिक स्पटर्ड पृष्ठभागांच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते.
खोलीच्या तपमानावर आणि वेगवेगळ्या CO वायू प्रवाहांवर हवेतील Cu/Ni NPs च्या LSPR वर्तनाचा अभ्यास करण्यासाठी, CuNi15 आणि CuNi20 साठी आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, 350-800 nm तरंगलांबी श्रेणीमध्ये UV-Vis शोषण स्पेक्ट्रा लागू केले गेले.भिन्न CO वायू प्रवाह घनता सादर केल्याने, प्रभावी LSPR CuNi15 शिखर अधिक विस्तृत होईल, शोषण अधिक मजबूत होईल आणि शिखर उच्च तरंगलांबीवर (रेडशिफ्ट) जाईल, वायुप्रवाहात 597.5 nm वरून 16 L/h 606.0 nm वर जाईल.180 सेकंदांसाठी CO प्रवाह, 606.5 nm, CO प्रवाह 16 l/h 600 सेकंदांसाठी.दुसरीकडे, CuNi20 वेगळे वर्तन प्रदर्शित करते, त्यामुळे CO वायू प्रवाहात वाढ झाल्यामुळे LSPR शिखर तरंगलांबी स्थिती (ब्लूशिफ्ट) 600.0 nm वरून 180 s साठी 16 l/h CO प्रवाहावर 589.5 nm पर्यंत कमी होते. .589.1 nm वर 600 सेकंदांसाठी 16 l/h CO प्रवाह.CuNi15 प्रमाणे, आम्ही CuNi20 साठी एक विस्तीर्ण शिखर आणि वाढलेली शोषण तीव्रता पाहू शकतो.असा अंदाज लावला जाऊ शकतो की Cu वरील Ni थराची जाडी वाढल्याने, तसेच CuNi15 ऐवजी CuNi20 नॅनोकणांचा आकार आणि संख्या वाढल्याने, Cu आणि Ni कण एकमेकांकडे येतात, इलेक्ट्रॉनिक दोलनांचे मोठेपणा वाढते. , आणि, परिणामी, वारंवारता वाढते.म्हणजे: तरंगलांबी कमी होते, निळा शिफ्ट होतो.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-16-2023