Caracterización de modificaciones de la superficie de la interferometría de luz blanca: Aplicaciones en Sputtering Ion, ablación con láser y Experimentos Tribología

Summary

Interferometría Blanca microscopio de luz es un método óptico sin contacto y rápida para medir la topografía de las superficies. Se muestra cómo el método puede ser aplicado para el análisis de desgaste mecánico, donde el desgaste cicatrices en las muestras de ensayo se analizan tribológicas, y en la ciencia de materiales para determinar por haz de iones de pulverización catódica o volúmenes de ablación por láser y profundidades.

Abstract

En la ciencia e ingeniería de materiales a menudo es necesario para obtener mediciones cuantitativas de la topografía de la superficie con resolución micrométrica lateral. Desde la superficie medida, 3D mapas topográficos pueden ser analizados posteriormente usando una variedad de paquetes de software para extraer la información que se necesita.

En este artículo se describe cómo la interferometría de luz blanca, y perfilometría óptica (OP) en general, en combinación con el software genérico análisis de superficie, se puede utilizar para ciencia de los materiales y las tareas de ingeniería. En este artículo, una serie de aplicaciones de la interferometría de luz blanca para la investigación de modificaciones de la superficie de la espectrometría de masas, y el desgaste de los fenómenos en tribología y lubricación de accionamientos. Hemos caracterizado los productos de la interacción de semiconductores y metales con iones energéticos (sputtering), y la irradiación con láser (ablación), así como ex situ de desgaste de las muestras de ensayo tribológicas. En concreto, hablamos de:

1. Aspectos de la tradicional espectrometría de masas de iones bombardeo iónico basado tales como tasas de pulverización / mediciones rendimientos sobre el Si y Cu y posterior conversión tiempo-profundidad.
2. Resultados de la caracterización cuantitativa de la interacción de la radiación láser de femtosegundos con una superficie del semiconductor. Estos resultados son importantes para aplicaciones tales como la espectrometría de masa de ablación, donde las cantidades de material evaporado puede ser estudiado y controlado a través de la duración del pulso y la energía por impulso. Por lo tanto, mediante la determinación de la geometría cráter se puede definir la profundidad y la resolución lateral versus las condiciones experimentales de configuración.
3. Las mediciones de los parámetros de rugosidad de superficie en dos dimensiones, y las mediciones cuantitativas de la superficie de desgaste que se producen como resultado de la fricción y el desgaste de las pruebas.

Algunos inconvenientes inherentes, artefactos posibles, y las evaluaciones de incertidumbre de la luz blancaenfoque interferometría será discutido y explicado.

Introduction

La superficie de los materiales sólidos determina en gran medida las propiedades de interés para esos materiales: electrónicamente, estructural y químicamente. En muchas áreas de la investigación, la adición de material (por ejemplo, deposición de película delgada por láser pulsado / deposición de pulverización catódica con magnetrón, físico / deposición química en fase vapor), la eliminación de material (grabado iónico reactivo, iones de pulverización catódica, ablación con láser, etc), o algunos otros procesos, es necesario caracterizar. Además, modificación de la superficie mediante la interacción con pulsos de luz energéticas o partículas cargadas tiene numerosas....

Protocol

1. Alineación de hardware para General WLI Scan

Para obtener información cuantitativa a través de WLI, los pasos siguientes pueden servir como una guía. Se supone que el operador tiene conocimiento básico de funcionamiento del interferómetro. Las directrices son comunes independientemente del instrumento específico. Para algunas investigaciones, la muestra será plana. Para otros, la muestra puede ser curvado.

1. Colocar la muestra en el escenario con la función (ion farfulló cráter, un haz iónico / spot extirpado, o usar la cicatriz) mirando hacia arriba. Utilice un objetivo de bajo aumento y centrar el instrumento en ella. Para u....

Results

Figura 1 Fotografía de un perfilómetro simple utilizado en el presente estudio:. Una torreta objetivo múltiple se observa en la imagen. Dos objetivos son estándar (10x y 50x), y dos son objetivos Mirau (10x y 50x). Este microscopio tiene una función de aumento intermedio que permite el paso a paso multiplicadores magnificación de 0,62, 1,00, 1,25, 2,00 o para ser seleccionado.

Discussion

Ejemplo 1

WLI no es ampliamente utilizado para la caracterización de superficie de trabajo en tribológico, pero es de hecho un potente método para la medición cuantitativa de los volúmenes de desgaste para geometrías de varios contactos. WLI produce una representación completa en 3D de la superficie que puede ser analizada usando uno de varios paquetes de software de visualización. Estos paquetes permiten diversos tipos de mediciones a realizar. Para una mayor resolución lateral, las imágenes p.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Sustratos de cristal único de Si, GaAs y Cu			por bombardeo iónico y la ablación
Aleaciones de metales puros			para ejemplos de tribología