فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای زیرلایه بر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری لایه‌های نازک کربن شبه‌الماسی ساخته‌شده با روش لیزر پالسی (PLD)

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای زیرلایه بر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری لایه‌های نازک کربن شبه‌الماسی ساخته‌شده با روش لیزر پالسی (PLD) دارای ۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای زیرلایه بر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری لایه‌های نازک کربن شبه‌الماسی ساخته‌شده با روش لیزر پالسی (PLD)  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای زیرلایه بر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری لایه‌های نازک کربن شبه‌الماسی ساخته‌شده با روش لیزر پالسی (PLD)،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پژوهشی درباره اثر دمای زیرلایه بر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری لایه‌های نازک کربن شبه‌الماسی ساخته‌شده با روش لیزر پالسی (PLD) :

مقدمه

لایههای کربن شبهالماسی((DLC یک نوع کربن آمورف با بخش زیادی از اتمهای کربن با هیبریداسیون sp3 هستند. بطور کلی ساختار آنها شامل ترکیبی از اتمهای کربن پیوندیافته با هیبریداسیونهای sp3 و sp2 میباشد که البته نظم بلند بردی درآن وجود ندارد.[۱] با توجه به ویژگیهای جالب و نزدیک به الماس آنها همچون سختی بالا، پایداری شیمیایی و حرارتی، شفافیت اپتیکی، ضریب اصطکاک پایین و زیستسازگاری، بسیار مورد

توجه، مطالعه و تحقیق هستند و به عنوان پوششهای محافظتی روی وسایل برشی و سایشی، دیسکهای ذخیرهسازی مغناطیسی، پنجرههای اپتیکی و ایمپلنتهای پزشکی به صورت گستردهای مورد استفاده قرار میگیرند.[۲] ویژگیهای لایههای DLC به کسر پیوندهای sp3 بسیار وابسته است. این پارامتر توسط مکانیسم لایه-نشانی یعنی بمباران یونی لایههای در حال رشد توسط یونهای کربنی پرانرژی کنترل میشود. مطابق مدل کشت زیرسطحی[۱] یونکمهای انرژینفوذقادر به سطحدرون نخواهند بود. بنابراین

۲۲

در کمترین سطح انرژی خود یعنی حالت sp2 روی سطح می-چسبند. با افزایش انرژی به یک مقدار معین(انرژی آستانه)، یونها میتوانند داخل سطح نفوذ و به موقعیت زیر سطحی مورد نظر وارد شوند. این باعث افزایش چگالی موضعی میشود و پیوندهای موضعی حول اتم نفوذ کرده مطابق با چگالی جدید اصلاح خواهند شد. در طول فرایند لایهنشانی و در شرایط بمباران یونی لایههای در حال رشد توسط یونهای پرانرژی، هیبریداسیون اتمی برای تغییر در چگالی موضعی تنظیم میشود، بطوریکه اگر چگالیکم باشد بیشتر به حالت sp2 و اگر چگالی زیاد باشد، بیشتر به حالت sp3 تبدیل میشود. لذا با توجه به نقش بسیار مهم انرژی گونههای کربنی در تعیین نسبت sp3/sp2، ویژگیهای لایههای DLCبه شدت به روش و شرایط لایهنشانی بستگی دارد. روش لایهنشانی لیزر پالسی((PLD با توجه به مزیتهایی همچون توانایی تولید گونههای پرانرژی کربنی و سنتز لایههای DLC با درصد بالایی از هیبریداسیون sp3، توانایی لایهنشانی در دماهای پایین و قابلیت کنترل شرایط لایهنشانی یکی از روشهای موفق سنتز لایههای نازک DLC میباشد.[۳] در این پژوهش لایههای DLC را با استفاده از روش PLD در دماهای زیرلایه اتاق، ۱۰۰œC و ۲۰۰œC لایهنشانی کرده و تاثیر دمای لایهنشانی را روی ویژگیهای ساختاری، توپوگرافی و مورفولوژی آنها بررسی کردیم.

ساخت و آزمایش

لایههای DLCسیلیکونبرروی زیرلایه با کندوسوز لیزری از یک تارگت گرافیتی درون محفظه خلا توسط سیستم لایهنشانی لیزر پالسی((PLD با لیزر اگزایمر KrF با طول موج ۲۴۸nm لایه-نشانی شد. زیرلایههای سیلیکون را به ترتیب با آب دیونیزه، استون

و اتانول با استفاده از دستگاه پاککنندهی اولتراسونیک شستشو داده

و سپس با گاز آرگون خشک کردیم. فشار پایه محفظهی خلا هنگام لایهنشانی ۱×۱۰-۶mTorr بود. انرژی هر پالستعدادلیزر، پالسهای لیزر، مدت زمان تابش پالس لیزر، فرکانس تکرار پالس-های لیزر و فاصلهی تارگت تا زیرلایه طی فرایند لایهنشانی به ترتیب ۲۰۰mj،۱۰۰۰۰، ۲۰ns، ۱۰HZ و تقریبا حدود ۷cm بود. ویژگیهای ساختاری توسط طیفموجسنجی رامان با طول

تحریک ۵۳۲nm مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ویژگی-های توپوگرافی و مورفولوژی لایههای سنتز شده با استفاده از تصاویر AFMو FESEM مورد مطالعه قرار گرفت.

نتایج وبحث

طیف رامان لایههای DLC معمولا دارای دو قله(باند) به نام-های G و D در محدوهی فرکانسی ۱۱۰۰cm-1 الی ۱۸۰۰cm-1 میباشد. قلهی D مربوط به مد تنفسی اتمهای sp2 در حلقهها می-باشد و شدت آن به حضور و تعداد خوشههای شبهگرافیتی متشکل از حلقههای آروماتیک شش ضلعی وابسته است. این در حالی است که قلهی G مربوط به مدهای تنفسی و کششی همه زوجهای اتمی sp2 هم در حلقهها و هم در زنجیرهها میباشد. [۴]

شکل :۱ طیف رامان لایههای DLC در دماهای مختلف زیرلایه

RT

۱۰۰°C

G D ).u.intensity(a

۲۰۰°C

G D

۰۰۰۲ ۱۰۰۰ ۱۲۰۰ ۱۴۰۰ ۱۶۰۰ ۱۸۰۰

Raman Shift(cm-1)

شکل۱ طیف رامان لایههای DLC ایجاد شده در دماهای زیرلایهی مختلف را نشان میدهد. وجود باندهای مشخصهی D و G در

۳۲

لایهها(برازش شده با قلههای گاوسی) نشاندهندهی تشکیل فاز DLC میباشد. اختلاف میان طیفهای رامان لایهها در دماهای مختلف زیرلایه کاملا واضح است. همانطورپیداستکهدر شکل۱ طیف رامان مربوط به دمای اتاق توسط یک قلهمتمرکزیگاوسی

در۱۵۵۴/۶cm-1برازش شده که نشاندهندهی آمورف بودن این لایه با بخش مهمی از پیوندهای sp3، زنجیرهای بودن سایتهای sp2و عدم تشکیل خوشههای sp2 در آن میباشد.[۵] با افزایش دمای زیر لایه به ۱۰۰œC، در طیف رامان یک شانهی گسترده بوجود میآید که میتوان آن را با دو قلهی گاوسی برازشیعنیکرد. علاوه بر باند G، باند D نیز ظاهر میشود که حکایت از افزایش تعدا سایتهای sp2 و شکلگیری خوشههای گرافیتی متشکل از حلقههای آروماتیک شش ضلعی دارد.[۴] باتغییر دما به ۲۰۰œC باندهای D و G به طور کاملا مجزا از هم تفکیک و شدت باند D افزایش مییابد. این پدیده به کریستالیزه شدن فاز آمورف یعنی افزایش خوشههای نانوگرافیتی نسبت داده میشود.[۶]