ડાયમંડ એન્ડ રિલેટેડ મટિરિયલ્સ જર્નલમાં એક નવો અભ્યાસ પેટર્ન બનાવવા માટે FeCoB ઇચેન્ટ સાથે પોલીક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડની કોતરણી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.આ સુધારેલ તકનીકી નવીનતાઓના પરિણામે, હીરાની સપાટીને નુકસાન વિના અને ઓછી ખામીઓ સાથે મેળવી શકાય છે.
સંશોધન: ફોટોલિથોગ્રાફિક પેટર્ન સાથે FeCoB નો ઉપયોગ કરીને ઘન સ્થિતિમાં હીરાની અવકાશી પસંદગીયુક્ત કોતરણી.છબી ક્રેડિટ: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
સોલિડ-સ્ટેટ ડિફ્યુઝન પ્રક્રિયા દ્વારા, FeCoB નેનોક્રિસ્ટલાઇન ફિલ્મો (Fe:Co:B=60:20:20, અણુ ગુણોત્તર) માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં જાળી લક્ષ્યીકરણ અને હીરાને દૂર કરી શકે છે.
હીરામાં અનન્ય બાયોકેમિકલ અને વિઝ્યુઅલ ગુણો તેમજ ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપકતા અને શક્તિ હોય છે.તેની આત્યંતિક ટકાઉપણું એ અલ્ટ્રા પ્રિસિઝન મશીનિંગ (ડાયમંડ ટર્નિંગ ટેક્નોલોજી) અને સેંકડો GPa ની રેન્જમાં આત્યંતિક દબાણ તરફના માર્ગમાં પ્રગતિનો એક મહત્વપૂર્ણ સ્ત્રોત છે.
રાસાયણિક અભેદ્યતા, દ્રશ્ય ટકાઉપણું અને જૈવિક પ્રવૃત્તિ આ કાર્યાત્મક ગુણોનો ઉપયોગ કરતી સિસ્ટમ્સની ડિઝાઇન શક્યતાઓને વધારે છે.ડાયમંડે મેકાટ્રોનિક્સ, ઓપ્ટિક્સ, સેન્સર્સ અને ડેટા મેનેજમેન્ટના ક્ષેત્રોમાં પોતાનું નામ બનાવ્યું છે.
તેમની એપ્લિકેશનને સક્ષમ કરવા માટે, હીરાનું બંધન અને તેમની પેટર્ન સ્પષ્ટ સમસ્યાઓ ઊભી કરે છે.રિએક્ટિવ આયન એચિંગ (RIE), ઇન્ડક્ટિવલી કપલ્ડ પ્લાઝ્મા (ICP), અને ઇલેક્ટ્રોન બીમ પ્રેરિત એચિંગ એ હાલની પ્રક્રિયા પ્રણાલીઓના ઉદાહરણો છે જે એચિંગ તકનીકો (EBIE) નો ઉપયોગ કરે છે.
ડાયમંડ સ્ટ્રક્ચર્સ પણ લેસર અને ફોકસ્ડ આયન બીમ (FIB) પ્રોસેસિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.આ ફેબ્રિકેશન ટેકનિકનો ઉદ્દેશ્ય ડિલેમિનેશનને વેગ આપવાનો તેમજ ક્રમિક પ્રોડક્શન સ્ટ્રક્ચર્સમાં મોટા વિસ્તારો પર સ્કેલિંગને મંજૂરી આપવાનો છે.આ પ્રક્રિયાઓ લિક્વિડ એચેન્ટ્સ (પ્લાઝ્મા, ગેસ અને લિક્વિડ સોલ્યુશન્સ) નો ઉપયોગ કરે છે, જે પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી ભૌમિતિક જટિલતાને મર્યાદિત કરે છે.
આ ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ વર્ક રાસાયણિક વરાળ જનરેશન દ્વારા મટિરિયલ એબ્લેશનનો અભ્યાસ કરે છે અને સપાટી પર FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 અણુ ટકા) સાથે પોલિક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડ બનાવે છે.હીરામાં મીટર-સ્કેલ સ્ટ્રક્ચર્સની ચોક્કસ કોતરણી માટે ટીએમ મોડલ્સ બનાવવા પર મુખ્ય ધ્યાન આપવામાં આવે છે.અંતર્ગત હીરાને 30 થી 90 મિનિટ માટે 700 થી 900 ° સે પર હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા નેનોક્રિસ્ટલાઇન FeCoB સાથે જોડવામાં આવે છે.
હીરાના નમૂનાનું અખંડ સ્તર અંતર્ગત પોલીક્રિસ્ટલાઇન માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર સૂચવે છે.દરેક ચોક્કસ કણની અંદર ખરબચડી (Ra) 3.84 ± 0.47 nm હતી અને સપાટીની કુલ રફનેસ 9.6 ± 1.2 nm હતી.રોપાયેલા FeCoB ધાતુના સ્તરની ખરબચડી (એક હીરાના દાણાની અંદર) 3.39 ± 0.26 nm છે અને સ્તરની ઊંચાઈ 100 ± 10 nm છે.
30 મિનિટ માટે 800°C પર એનેલીંગ કર્યા પછી, ધાતુની સપાટીની જાડાઈ વધીને 600 ± 100 nm થઈ અને સપાટીની ખરબચડી (Ra) વધીને 224 ± 22 nm થઈ ગઈ.એનેલીંગ દરમિયાન, કાર્બન અણુઓ FeCoB સ્તરમાં ફેલાય છે, પરિણામે કદમાં વધારો થાય છે.
100 nm જાડા FeCoB સ્તરો સાથેના ત્રણ નમૂના અનુક્રમે 700, 800 અને 900°C તાપમાને ગરમ કરવામાં આવ્યા હતા.જ્યારે તાપમાનની રેન્જ 700°C ની નીચે હોય છે, ત્યારે હીરા અને FeCoB વચ્ચે કોઈ નોંધપાત્ર બંધન હોતું નથી, અને હાઇડ્રોથર્મલ સારવાર પછી બહુ ઓછી સામગ્રી દૂર કરવામાં આવે છે.800 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના તાપમાન સુધી સામગ્રીને દૂર કરવામાં આવે છે.
જ્યારે તાપમાન 900 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પહોંચ્યું, ત્યારે 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાનની તુલનામાં ઇચિંગનો દર બે વાર વધ્યો.જો કે, કોતરણીવાળા પ્રદેશની રૂપરેખા રોપાયેલા એચ સિક્વન્સ (FeCoB) કરતા ઘણી અલગ છે.
પેટર્ન બનાવવા માટે સોલિડ સ્ટેટ ઇચેન્ટનું વિઝ્યુલાઇઝેશન દર્શાવતું સ્કીમેટિકલી: ફોટોલિથોગ્રાફિકલી પેટર્નવાળી FeCoB નો ઉપયોગ કરીને ડાયમંડની અવકાશી પસંદગીયુક્ત સોલિડ સ્ટેટ ઇચિંગ.છબી ક્રેડિટ: વેન ઝેડ. અને શંકર એમઆર એટ અલ., હીરા અને સંબંધિત સામગ્રી.
હીરા પર 100 nm જાડા FeCoB નમૂનાઓ અનુક્રમે 30, 60 અને 90 મિનિટ માટે 800°C પર પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી.
કોતરેલા વિસ્તારની ખરબચડી (Ra) 800°C પર પ્રતિભાવ સમયના કાર્ય તરીકે નક્કી કરવામાં આવી હતી.30, 60 અને 90 મિનિટ સુધી એનિલિંગ કર્યા પછી નમૂનાઓની કઠિનતા અનુક્રમે 186±28 nm, 203±26 nm અને 212±30 nm હતી.500, 800, અથવા 100 nm ની કોતરણીની ઊંડાઈ સાથે, કોતરણી કરેલ વિસ્તારની ખરબચડી અને ખોદકામની ઊંડાઈનો ગુણોત્તર (RD) અનુક્રમે 0.372, 0.254 અને 0.212 છે.
નકશીકામની ઊંડાઈ વધવાથી કોતરેલા વિસ્તારની ખરબચડી નોંધપાત્ર રીતે વધતી નથી.એવું જાણવા મળ્યું છે કે હીરા અને HM ઇચેન્ટ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા માટે જરૂરી તાપમાન 700 °C થી વધુ છે.
અભ્યાસના પરિણામો દર્શાવે છે કે FeCoB એકલા Fe અથવા Co કરતાં વધુ ઝડપી દરે હીરાને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-31-2023