ডায়মন্ড অ্যান্ড রিলেটেড ম্যাটেরিয়ালস জার্নালে একটি নতুন গবেষণায় নিদর্শন গঠনের জন্য FeCoB এচ্যান্টের সাহায্যে পলিক্রিস্টালাইন হীরার খোদাইয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে।এই উন্নত প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনের ফলস্বরূপ, হীরার পৃষ্ঠগুলি ক্ষতি ছাড়াই এবং কম ত্রুটি সহ প্রাপ্ত করা যেতে পারে।
গবেষণা: একটি ফটোলিথোগ্রাফিক প্যাটার্ন সহ FeCoB ব্যবহার করে কঠিন অবস্থায় হীরার স্থানিক নির্বাচনী খোদাই।চিত্র ক্রেডিট: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
সলিড-স্টেট ডিফিউশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, FeCoB ন্যানোক্রিস্টালাইন ফিল্ম (Fe:Co:B=60:20:20, পারমাণবিক অনুপাত) মাইক্রোস্ট্রাকচারে জালি টার্গেটিং এবং হীরা নির্মূল করতে পারে।
হীরার অনন্য জৈব রাসায়নিক এবং চাক্ষুষ গুণাবলী, সেইসাথে উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা এবং শক্তি রয়েছে।এর চরম স্থায়িত্ব অতি নির্ভুলতা মেশিনিং (হীরা বাঁক প্রযুক্তি) এবং শত শত GPa পরিসরে চরম চাপের পথে অগ্রগতির একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎস।
রাসায়নিক অভেদ্যতা, চাক্ষুষ স্থায়িত্ব এবং জৈবিক ক্রিয়াকলাপ এই কার্যকরী গুণাবলী ব্যবহার করে এমন সিস্টেমগুলির ডিজাইনের সম্ভাবনাকে বাড়িয়ে তোলে।ডায়মন্ড মেকাট্রনিক্স, অপটিক্স, সেন্সর এবং ডেটা ম্যানেজমেন্টের ক্ষেত্রে নিজের জন্য একটি নাম তৈরি করেছে।
তাদের প্রয়োগ সক্ষম করার জন্য, হীরা এবং তাদের প্যাটার্নের বন্ধন সুস্পষ্ট সমস্যা তৈরি করে।রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং (RIE), ইন্ডাকটিভলি কাপলড প্লাজমা (ICP), এবং ইলেক্ট্রন বিম ইনডিউসড এচিং হল বিদ্যমান প্রসেস সিস্টেমের উদাহরণ যা এচিং টেকনিক (EBIE) ব্যবহার করে।
লেজার এবং ফোকাসড আয়ন বিম (FIB) প্রক্রিয়াকরণ কৌশল ব্যবহার করে হীরার কাঠামোও তৈরি করা হয়।এই বানোয়াট কৌশলটির লক্ষ্য হল ডিলামিনেশনকে ত্বরান্বিত করা এবং সেইসাথে ক্রমাগত উত্পাদন কাঠামোতে বৃহৎ অঞ্চলে স্কেলিং করার অনুমতি দেওয়া।এই প্রক্রিয়াগুলি তরল এচেন্ট (প্লাজমা, গ্যাস এবং তরল সমাধান) ব্যবহার করে, যা অর্জনযোগ্য জ্যামিতিক জটিলতাকে সীমাবদ্ধ করে।
এই যুগান্তকারী কাজটি রাসায়নিক বাষ্প তৈরির মাধ্যমে উপাদান বিমোচন অধ্যয়ন করে এবং পৃষ্ঠে FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 পারমাণবিক শতাংশ) সহ পলিক্রিস্টালাইন হীরা তৈরি করে।হীরাতে মিটার-স্কেল কাঠামোর সুনির্দিষ্ট খোদাই করার জন্য টিএম মডেল তৈরিতে প্রধান মনোযোগ দেওয়া হয়।অন্তর্নিহিত হীরাটি 30 থেকে 90 মিনিটের জন্য 700 থেকে 900 ডিগ্রি সেলসিয়াসে তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে ন্যানোক্রিস্টালাইন FeCoB এর সাথে আবদ্ধ হয়।
হীরার নমুনার একটি অক্ষত স্তর একটি অন্তর্নিহিত পলিক্রিস্টালাইন মাইক্রোস্ট্রাকচার নির্দেশ করে।প্রতিটি নির্দিষ্ট কণার মধ্যে রুক্ষতা (Ra) ছিল 3.84 ± 0.47 nm, এবং মোট পৃষ্ঠের রুক্ষতা ছিল 9.6 ± 1.2 nm।ইমপ্লান্ট করা FeCoB ধাতু স্তরের রুক্ষতা (একটি হীরার দানার মধ্যে) হল 3.39 ± 0.26 nm, এবং স্তরের উচ্চতা হল 100 ± 10 nm৷
30 মিনিটের জন্য 800°C এ অ্যানিলিং করার পরে, ধাতব পৃষ্ঠের বেধ বেড়েছে 600 ± 100 nm, এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra) বেড়ে 224 ± 22 nm হয়েছে৷অ্যানিলিংয়ের সময়, কার্বন পরমাণুগুলি FeCoB স্তরে ছড়িয়ে পড়ে, যার ফলে আকার বৃদ্ধি পায়।
FeCoB স্তরের 100 nm পুরু তিনটি নমুনা যথাক্রমে 700, 800, এবং 900°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়েছিল।যখন তাপমাত্রার পরিসীমা 700°C এর নিচে থাকে, তখন হীরা এবং FeCoB-এর মধ্যে কোনো উল্লেখযোগ্য বন্ধন থাকে না এবং হাইড্রোথার্মাল ট্রিটমেন্টের পরে খুব কম উপাদান অপসারণ করা হয়।উপাদান অপসারণ 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রা পর্যন্ত উন্নত করা হয়।
যখন তাপমাত্রা 900 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছে, তখন 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তাপমাত্রার তুলনায় এচিং হার দ্বিগুণ বৃদ্ধি পায়।যাইহোক, খোদাই করা অঞ্চলের প্রোফাইল ইমপ্লান্টেড এচ সিকোয়েন্সের (FeCoB) থেকে খুব আলাদা।
একটি প্যাটার্ন তৈরি করার জন্য একটি সলিড স্টেট এচ্যান্টের ভিজ্যুয়ালাইজেশন দেখানো হচ্ছে: ফটোলিথোগ্রাফিকভাবে প্যাটার্নযুক্ত FeCoB ব্যবহার করে হীরার স্থানিকভাবে নির্বাচনী কঠিন অবস্থার এচিং।ইমেজ ক্রেডিট: ভ্যান জেড এবং শঙ্কর এমআর এট আল।, ডায়মন্ডস এবং রিলেটেড ম্যাটেরিয়ালস।
হীরাতে 100 এনএম পুরু FeCoB নমুনাগুলি যথাক্রমে 30, 60 এবং 90 মিনিটের জন্য 800°C তাপমাত্রায় প্রক্রিয়া করা হয়েছিল।
খোদাই করা এলাকার রুক্ষতা (Ra) 800 ° C এ প্রতিক্রিয়া সময়ের একটি ফাংশন হিসাবে নির্ধারিত হয়েছিল।30, 60 এবং 90 মিনিটের জন্য অ্যানিলিং করার পরে নমুনার কঠোরতা ছিল যথাক্রমে 186±28 nm, 203±26 nm এবং 212±30 nm।500, 800, বা 100 nm একটি খোদাই গভীরতার সাথে, খোদাই করা এলাকার রুক্ষতার অনুপাত (RD) হল যথাক্রমে 0.372, 0.254 এবং 0.212।
এচিং এর গভীরতা বৃদ্ধির সাথে সাথে খোদাই করা এলাকার রুক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় না।এটি পাওয়া গেছে যে হীরা এবং এইচএম এচ্যান্টের মধ্যে প্রতিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা 700 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি।
গবেষণার ফলাফল দেখায় যে FeCoB একা Fe বা Co-এর চেয়ে অনেক দ্রুত হারে কার্যকরভাবে হীরা অপসারণ করতে পারে।
পোস্টের সময়: আগস্ট-৩১-২০২৩