Diamond and Related Materials aldizkariko ikerketa berri bat diamante polikristalinoaren grabazioan zentratzen da FeCoB etchantarekin ereduak osatzeko.Hobetutako berrikuntza teknologiko horien ondorioz, diamante-gainazalak kalterik gabe eta akats gutxiagorekin lor daitezke.
Ikerketa: Diamantearen grabaketa espazial selektiboa egoera solidoan, eredu fotolitografikoarekin FeCoB erabiliz.Irudiaren kreditua: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
Egoera solidoko difusio-prozesuaren bidez, FeCoB film nanokristalinoek (Fe:Co:B=60:20:20, proportzio atomikoa) sarearen bideratzea eta mikroegituran diamanteak ezabatzea lor dezakete.
Diamanteek ezaugarri biokimiko eta bisual bereziak dituzte, baita elastikotasun eta indar handia ere.Bere muturreko iraunkortasuna aurrerapen-iturri garrantzitsua da ultra-doitasun mekanizazioan (diamante torneatzeko teknologia) eta ehunka GPa bitarteko presio muturreko bidea.
Iragazgaiztasun kimikoak, ikusmen iraunkorrak eta jarduera biologikoak ezaugarri funtzional horiek erabiltzen dituzten sistemen diseinu-aukerak areagotzen dituzte.Diamond-ek izen ona egin du mekatronikaren, optikaren, sentsoreen eta datuen kudeaketaren alorretan.
Haien aplikazioa ahalbidetzeko, diamanteen eta haien ereduen loturak arazo nabariak sortzen dituzte.Ioi erreaktiboaren grabaketa (RIE), induktiboki akoplatutako plasma (ICP) eta elektroi-sorta induzitutako grabaketa dira lehendik dauden prozesu sistemen adibide, grabatze teknikak (EBIE) erabiltzen dituztenak.
Diamante-egiturak laser eta fokatutako ioi izpi (FIB) prozesatzeko tekniken bidez ere sortzen dira.Fabrikazio-teknika honen helburua delaminazioa bizkortzea da, baita ondoz ondoko produkzio egituretan eremu handietan eskalatzea ere.Prozesu hauek akante likidoak erabiltzen dituzte (plasma, gasak eta disoluzio likidoak), eta horrek lor daitekeen konplexutasun geometrikoa mugatzen du.
Lan berritzaile honek lurrun kimikoen sorkuntzaren bidezko materialaren ablazioa aztertzen du eta FeCoB (Fe:Co:B, 60:20:20 ehuneko atomikoa) duen diamante polikristalinoa sortzen du gainazalean.Arreta nagusia diamanteetan metro eskalako egiturak grabatzeko TM ereduak sortzeari ematen zaio.Azpiko diamantea FeCoB nanokristalinoari lotzen zaio tratamendu termikoaren bidez 700 eta 900 °C-tan 30 eta 90 minutuz.
Diamante-lagin baten geruza osorik azpian dagoen mikroegitura polikristalino bat adierazten du.Partikula jakin bakoitzaren barruan zimurtasuna (Ra) 3,84 ± 0,47 nm-koa zen eta gainazaleko zimurtasun osoa 9,6 ± 1,2 nm-koa zen.Ezarritako FeCoB metalezko geruzaren zimurtasuna (diamante ale baten barruan) 3,39 ± 0,26 nm-koa da, eta geruzaren altuera 100 ± 10 nm-koa da.
30 minutuz 800 °C-tan errekuzitu ondoren, metalaren gainazaleko lodiera 600 ± 100 nm-ra igo zen eta gainazaleko zimurtasuna (Ra) 224 ± 22 nm-ra igo zen.Errezifratzean, karbono atomoak FeCoB geruzara hedatzen dira, eta ondorioz, tamaina handitu egiten da.
100 nm-ko lodierako FeCoB geruzak dituzten hiru lagin 700, 800 eta 900 °C-ko tenperaturetan berotu ziren, hurrenez hurren.Tenperatura-tartea 700 °C-tik beherakoa denean, ez dago diamantearen eta FeCoBren artean lotura nabarmenik, eta tratamendu hidrotermalaren ondoren oso material gutxi kentzen da.Materiala kentzea hobetzen da 800 °C-tik gorako tenperaturara arte.
Tenperatura 900 °C-ra iritsi zenean, grabazio-tasa bi aldiz handitu zen 800 °C-ko tenperaturarekin alderatuta.Hala ere, grabatutako eskualdearen profila inplantatutako etch sekuentzien (FeCoB) oso desberdina da.
Eredu bat sortzeko egoera solidoko grabatzaile baten bistaratzea erakusten duen eskema: diamantearen egoera solidoaren grabaketa espazialki selektiboa, eredu fotolitografikoko FeCoB erabiliz.Irudiaren kreditua: Van Z. eta Shankar MR et al., Diamonds and Related Materials.
Diamanteetan 100 nm-ko lodiera duten FeCoB laginak 800 °C-tan prozesatu ziren 30, 60 eta 90 minutuz, hurrenez hurren.
Grabatutako eremuaren zimurtasuna (Ra) 800 °C-ko erantzun-denboraren arabera zehaztu zen.30, 60 eta 90 minutuz errekuzitu ondoren laginen gogortasuna 186±28 nm, 203±26 nm eta 212±30 nm izan zen, hurrenez hurren.500, 800 edo 100 nm-ko grabaketa-sakonerarekin, grabatutako eremuaren zimurtasunaren eta grabaketaren sakoneraren arteko erlazioa (RD) 0,372, 0,254 eta 0,212 da, hurrenez hurren.
Aitatutako eremuaren zimurtasuna ez da nabarmen handitzen grabaketaren sakonera handitzean.Diamantearen eta HM grabatzaileen arteko erreakziorako beharrezkoa den tenperatura 700 °C-tik gorakoa dela aurkitu da.
Ikerketaren emaitzek erakusten dute FeCoB-k diamanteak eraginkortasunez ken ditzakeela Fe edo Co bakarrik baino askoz azkarrago.
Argitalpenaren ordua: 2023-08-31