Ce rapport décrit l'utilisation d'un système personnalisé pour effectuer le dépôt aérosol de films épais de grenat d'yttrium et de fer sur des substrats de saphir à température ambiante. Les films déposés sont caractérisés par microscopie électronique à balayage, profilométrie, et la résonance ferromagnétique de donner une vue d'ensemble représentant des capacités de la technique.
Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.
Article de méthode
Formation de plus épaisses yttrium fer grenat Films Utilisation Aérosol dépôt
Dans cet article
Résumé
Résumé
Dépôt aérosol (AD) est un procédé de dépôt de couche épaisse qui peut produire des couches jusqu'à plusieurs centaines de micromètres d'épaisseur avec des densités supérieures à 95% de la masse. Le principal avantage de la MA est que le dépôt se déroule entièrement à la température ambiante; permettant ainsi à la croissance du film dans les systèmes matériels avec des températures de fusion disparates. Ce rapport décrit en détail les étapes de traitement pour la préparation de la poudre et pour effectuer AD en utilisant le système personnalisé. Résultats de caractérisation représentatifs sont présentés à partir de microscopie électronique à balayage, profilométrie, et la résonance ferromagnétique de films cultivées dans ce système. Comme un aperçu représentatif des capacités du système, l'accent est donné à un échantillon produit suivant la configuration du protocole et système décrit. Les résultats indiquent que ce système peut déposer avec succès 11 um yttrium films épais de grenat de fer qui sont> 90% de la densité en vrac au cours d'une seule 5 min dépôt rnon. Une discussion des méthodes pour permettre un meilleur contrôle de la sélection de particules d'aérosol et pour améliorer l'épaisseur et des variations de rugosité du film est prévu.
Introduction
Dépôt aérosol (AD) est un procédé de dépôt de couche épaisse qui peut produire des couches jusqu'à plusieurs centaines de micromètres d'épaisseur avec des densités supérieures à 95% de la masse 1. Le procédé de dépôt est censé se produire grâce à un processus continu de l'impact, la rupture ou la déformation, l'adhérence, et la densification des particules. La figure 1 illustre ce processus comme une série d'étapes montrant l'impact des particules et la densification au cours de plusieurs étapes. Comme représenté, les particules se déplacent vers le substrat avec une vitesse typique de 100 à 500 m / sec. Comme l'....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Protocole
1. Préparation de poudre
- Tamisez yttrium fer grenat (YIG) poudre-reçu pour obtenir 100-150 g d'agglomérats de taille inférieure à 53 um.
- Placer la poudre tamisée dans un four à sécher pendant au moins 24 heures à une température supérieure à 300 ° C.
2. Préparation du substrat
- Nettoyer un substrat de la taille souhaitée, par exemple, 3 mm x 3 mm avec de l'acétone puis de l'isopropanol. Sécher en utilisant de l'azote gazeux.
3. Effectuer Aérosol dépôt
- Monter l'échantillon à l'étape de montage de traduction.
- Placez d....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Résultats
Après le dépôt est terminé, les substrats revêtus sont retirés de la chambre de dépôt et contrôlés au moyen d'un stéréomicroscope optique. Les échantillons sont généralement brossés et lavés avec de l'isopropanol pour enlever l'excédent de poudre qui est resté pendant re-pressurisation à l'atmosphère. caractérisation du film a été effectué sur les résultats représentatifs présentés ici en utilisant la microscopie électronique à balayage pour évaluer la morphologie du film, profilométrie pour évaluer l.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Discussion
L'image SEM de la figure 4 indique que la rupture et la densification important se produit au cours du processus de dépôt. L'image est prise de la surface supérieure du film, qui présente un petit nombre de vides et de grains. La région observable est la dernière de la matière à déposer et donc ne bénéficie pas de la suite du processus de particules subséquentes impact et la densification comme illustré par l'impact de particules 2 et 3 sur la figure 1. La densité de la pell.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Déclarations de divulgation
Les auteurs ont rien à révéler.
Remerciements
SDJ reconnaît avec gratitude le soutien de l'Association américaine pour l'éducation en ingénierie / Programme de bourses postdoctorales de la LNR, les discussions avec Konrad Bussmann (NRL) et Mingzhong Wu (Colorado State University) sur les propriétés magnétiques des matériaux, et Ron Holm (LNR) pour son rôle dans la conception et la mise en œuvre du système d'AD de la LNR.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Spectromètre à résonance ferromagnétique | www.bruker.com/ | 9,5 GHz | |
| Microscope électronique à balayage | www.zeiss.com | LEO Supra 55 | |
| Stéréomicroscope | www.kla-tencor.com/ | D-120 | |
| www.microscopes.com | Stéréomicroscope Omano | Utilisé pour l’inspection directement après le retrait de la chambre de dépôt | |
| Du ruban adhésif en cuivre double face | www.2spi.com | de maintien 05085A-AB | ou d’autres adhésifs peuvent être utilisés |
| Gants d’examen en nitrile | www.fishersci.com | 19-130-1597D | |
| 2-propanol | www.fishersci.com | A451SK-4 | |
| Acétone | www.fishersci.com | A11-1 | |
| Poudre de grenat de fer yttrium | www.trans-techinc.com/ | Demander des informations sur le produit | La poudre est fabriquée sur mesure sur commande et broyée selon les spécifications |
| Cuillère en acier inoxydable | www.fishersci.com | 14-429E | Utilisée pour le ramassage et le transfert de poudre |
| Bateaux en alumine | www.coorstek.com/ | 65580 | |
| Four de séchage | www.paragonweb.com | Four céramique KM14 | Le four est connecté à l’air pendant le séchage |
| Tamis à poudre | www.advantechmfg.com/ | 270SS8F | Une sélection d’ouvertures de maille est nécessaire pour tamiser de la taille grande à la taille cible |
| Azote gazeux de très haute pureté | www.praxairdirect.com | NI 5.0UH-3K | Utilisé comme fluide pour les aérosols. |
| Qualité de respiration de l’air | www.praxairdirect.com | AI BR-4KN | Utilisé à l’intérieur du four pendant le séchage |
| Balance de laboratoire | www.balances.com/ | Sartorius ED224S Balance | de laboratoire Utilisée pour peser |
| les plaquettes de saphir | en poudre www.pmoptics.com/ | PWSP-313211 |
Références
- Akedo, J. Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices. J. of Therm. Spray tech. 17, 181(2008).
- Hahn, B. D., Park, D. -S., Choi, J. -J., Ryu, J.
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Réimpressions et autorisations
