ڈائمنڈ اور متعلقہ مواد کے جریدے میں ایک نئی تحقیق میں پیٹرن بنانے کے لیے FeCoB etchant کے ساتھ پولی کرسٹل لائن ہیرے کی اینچنگ پر توجہ دی گئی ہے۔ان بہتر تکنیکی ایجادات کے نتیجے میں، ہیرے کی سطحیں بغیر کسی نقصان کے اور کم نقائص کے ساتھ حاصل کی جا سکتی ہیں۔
تحقیق: فوٹو لیتھوگرافک پیٹرن کے ساتھ FeCoB کا استعمال کرتے ہوئے ٹھوس حالت میں ہیرے کی مقامی سلیکٹیو اینچنگ۔تصویری کریڈٹ: Bjorn Wilezic/Shutterstock.com
ٹھوس ریاست کے پھیلاؤ کے عمل کے ذریعے، FeCoB نانو کرسٹل لائن فلمیں (Fe:Co:B=60:20:20، جوہری تناسب) مائیکرو اسٹرکچر میں جالیوں کو نشانہ بنانے اور ہیروں کے خاتمے کو حاصل کر سکتی ہیں۔
ہیروں میں منفرد حیاتیاتی کیمیائی اور بصری خصوصیات کے ساتھ ساتھ اعلی لچک اور طاقت ہوتی ہے۔اس کی انتہائی پائیداری انتہائی درستگی کی مشینی (ہیرے موڑنے والی ٹیکنالوجی) میں پیش رفت کا ایک اہم ذریعہ ہے اور سینکڑوں GPa کی حد میں انتہائی دباؤ کا راستہ ہے۔
کیمیائی عدم استحکام، بصری استحکام اور حیاتیاتی سرگرمی ان نظاموں کے ڈیزائن کے امکانات کو بڑھاتی ہے جو ان فعال خصوصیات کو استعمال کرتے ہیں۔ڈائمنڈ نے میکاٹرونکس، آپٹکس، سینسرز اور ڈیٹا مینجمنٹ کے شعبوں میں اپنا نام بنایا ہے۔
ان کے اطلاق کو فعال کرنے کے لیے، ہیروں کا جوڑ اور ان کا نمونہ واضح مسائل پیدا کرتا ہے۔ری ایکٹیو آئن ایچنگ (RIE)، inductively coupled پلازما (ICP)، اور الیکٹران بیم انڈسڈ ایچنگ موجودہ پراسیس سسٹم کی مثالیں ہیں جو اینچنگ تکنیک (EBIE) استعمال کرتی ہیں۔
ہیرے کے ڈھانچے بھی لیزر اور فوکسڈ آئن بیم (FIB) پروسیسنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں۔اس من گھڑت تکنیک کا مقصد ڈیلامینیشن کو تیز کرنا ہے اور ساتھ ہی ساتھ لگاتار پیداواری ڈھانچے میں بڑے علاقوں میں اسکیلنگ کی اجازت دینا ہے۔یہ عمل مائع اینچنٹس (پلازما، گیسوں اور مائع محلول) کا استعمال کرتے ہیں، جو جیومیٹرک پیچیدگی کو محدود کرتے ہیں۔
یہ اہم کام کیمیائی بخارات کی پیداوار کے ذریعے مواد کے اخراج کا مطالعہ کرتا ہے اور سطح پر FeCoB (Fe:Co:B، 60:20:20 ایٹمی فیصد) کے ساتھ پولی کرسٹل لائن ہیرا تخلیق کرتا ہے۔ہیروں میں میٹر پیمانہ کے ڈھانچے کی درست نقاشی کے لیے TM ماڈلز کی تخلیق پر بنیادی توجہ دی جاتی ہے۔بنیادی ہیرے کو 30 سے 90 منٹ تک 700 سے 900 ° C پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے ذریعے نانو کرسٹل لائن FeCoB سے جوڑا جاتا ہے۔
ہیرے کے نمونے کی ایک برقرار پرت ایک بنیادی پولی کرسٹل لائن مائکرو اسٹرکچر کی نشاندہی کرتی ہے۔ہر مخصوص ذرہ کے اندر کھردرا پن (Ra) 3.84 ± 0.47 nm تھا، اور سطح کی کل کھردری 9.6 ± 1.2 nm تھی۔لگائی گئی FeCoB دھاتی تہہ کی کھردری (ایک ہیرے کے دانے کے اندر) 3.39 ± 0.26 nm ہے، اور تہہ کی اونچائی 100 ± 10 nm ہے۔
30 منٹ تک 800 ° C پر اینیل کرنے کے بعد، دھات کی سطح کی موٹائی 600 ± 100 nm تک بڑھ گئی، اور سطح کی کھردری (Ra) بڑھ کر 224 ± 22 nm ہو گئی۔اینیلنگ کے دوران، کاربن کے ایٹم FeCoB پرت میں پھیل جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں سائز میں اضافہ ہوتا ہے۔
100 nm موٹی FeCoB تہوں والے تین نمونے بالترتیب 700، 800، اور 900 ° C کے درجہ حرارت پر گرم کیے گئے تھے۔جب درجہ حرارت کی حد 700 ° C سے کم ہوتی ہے، تو ہیرے اور FeCoB کے درمیان کوئی خاص تعلق نہیں ہوتا ہے، اور ہائیڈرو تھرمل علاج کے بعد بہت کم مواد ہٹا دیا جاتا ہے۔مواد کو ہٹانے کو 800 ° C سے زیادہ درجہ حرارت تک بڑھایا جاتا ہے۔
جب درجہ حرارت 900 ° C تک پہنچ گیا، تو اینچنگ کی شرح 800 ° C کے درجہ حرارت کے مقابلے میں دو گنا بڑھ گئی۔تاہم، اینچڈ ریجن کا پروفائل امپلانٹڈ ایچ سیکوینس (FeCoB) سے بہت مختلف ہے۔
ایک نمونہ بنانے کے لیے ایک ٹھوس حالت کے اینچنٹ کے تصور کو ظاہر کرنے کے لیے اسکیمیٹک: فوٹو لیتھوگرافی پیٹرن والے FeCoB کا استعمال کرتے ہوئے ہیرے کی مقامی طور پر منتخب ٹھوس حالت کی اینچنگ۔تصویری کریڈٹ: وان زیڈ اور شنکر ایم آر وغیرہ، ہیرے اور متعلقہ مواد۔
ہیروں پر 100 nm موٹے FeCoB نمونے بالترتیب 30، 60 اور 90 منٹ کے لیے 800 ° C پر پروسیس کیے گئے۔
کندہ شدہ علاقے کی کھردری (Ra) کا تعین 800 ° C پر ردعمل کے وقت کے کام کے طور پر کیا گیا تھا۔30، 60 اور 90 منٹ تک اینیلنگ کے بعد نمونوں کی سختی بالترتیب 186 ± 28 nm، 203 ± 26 nm اور 212 ± 30 nm تھی۔500، 800، یا 100 nm کی کھردری گہرائی کے ساتھ، کندہ شدہ علاقے کی کھردری اور کھردری گہرائی کا تناسب (RD) بالترتیب 0.372، 0.254، اور 0.212 ہے۔
اینچنگ کی گہرائی میں اضافہ کے ساتھ کھردری جگہ کی کھردری میں نمایاں اضافہ نہیں ہوتا ہے۔یہ پایا گیا ہے کہ ڈائمنڈ اور ایچ ایم ایچنٹ کے درمیان رد عمل کے لیے درکار درجہ حرارت 700 ° C سے زیادہ ہے۔
مطالعہ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ FeCoB مؤثر طریقے سے ہیروں کو اکیلے Fe یا Co سے کہیں زیادہ تیز رفتار سے ہٹا سکتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: اگست 31-2023