היווצרות עבה צפופים איטריום ברזל גרנט הסרטים באמצעות תרסיס הפקדת

המטרה הכללית של הניסוי היא להשקיע שכבה פוליקריסטלית דחופה של גרנט ברזל אטריום, בעובי של מספר מיקרונים, על מצע ספיר על ידי טכניקת השקעה בטמפרטורת החדר. זאת משיגים על ידי הרכבת מצע מוכן על במת התרגום המחוברת למכסה העליונה של המכשיר, ולאחר מכן הנחת המכסה העליונה על תא ההשקעה וחיבור כבלי המנוע כשלב שני בתהליך טעינת האבקה. כדי להגיע לגודל האגלומרציה הרצוי בתוך תא הארוזול, יש להניח את המכסה העליונה של תא הארוזול במקומה ולחברו באמצעות נחיר לתא ההשקעה. לאחר מכן, יש ליצור מפל לחצים בין התאים ולהתחיל את זרימת הגז לתוך תא הארוזול.

שלבו זאת עם פעולתה של פלטת רעידה כדי ליצור אירוסול העובר דרך הדיזה אל תא ההשקעה. השקעת הגלומרט מתבצעת על ידי שבירה, דפורמציה והיתוך של הקריסטליט, מה שמוביל להיווצרות סרט עבה ודחוס על התשתית. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות הוא היכולת לייצר סרטים עבים ודחוסים מאוד מבלי הצורך לחמם את התשתית או את חומר המוצא מנקודת מבט ייצורית.

לשיקוע אירוסול ישנו יתרון נוסף בכך שהוא מבוצע בסביבת ואקום נמוכה יחסית, והוא יכול לבצע שיקוע בקצב גבוה מאוד. בבסיס ניסוי זה עומדת מערכת שיקוע האירוסול. תרשים זה של הציוד מזהה את הרכיבים העיקריים.

הניחו את האבקה המיועדת לארוסול בתא הארוסול והזריקו גז נשא בשליטה על הזרימה אל התא, תוך שמירה על הפרש לחצים בין תא הארוסול לתא ההשקעה. צרו זרימה של ארוסול דרך הדיזה כדי לשלוט בהשקעה על דגימה בתא ההשקעה. בסרטון זה נעשה שימוש בבמה להזזה (translation stage); השלב הראשון יהיה קיבוע של מצע מוכן על הבמה להזזה.

שלב התרגום הוא חלק מההרכבת המכסה העליון. ראשית, מקמו סרט נחושת דו-צדדי בקרבת מרכז השלב. לאחר מכן, קחו מצע נקי ויבש והניחו אותו על הסרט בקרבת מרכז השלב.

מצע הספיר (sapphire) בגודל ששה מילימטרים על ששה מילימטרים נמצא במקומו עבור השלבים הבאים בפרוטוקול. המשך בשימוש במגף (calipers) כדי לאסוף את הנתונים הדרושים לסיוע ביישור פיית התרסיס.

בצע זאת על ידי מדידה ותיעוד של המרחק מקצה אחד של במה המיקום לקצוות הקרובים והרחוקים ביותר לאורך כיוון אחד. בצע מדידה דומה לאורך הכיוון הניצב. לאחר ביצוע המדידות, העבר את המכסה העליונה עם במת ההזזה והדגימה לתא השקיעה.

הנמיכו את המכסה העליון למקומו והכניסו את במת ההזזה ואת הדגימה אל תוך התא. לאחר מכן, הדקו את המכסה העליון על ידי קיבוע האוגן כדי לאטום אותו. לאחר מכן, חברו את כבלי הבקרה עבור מנועי ההזזה.

כעת עברו להכנת תא הארוסול המוצג כאן כאשר חלקו העליון מוסר. קחו 100 עד 150 גרם של אבקת atrium iron garnet שנשפה ויבשה. פזרו את האבקה על החלק התחתון של תא הארוסול. הבא.

עבור הגדרה זו, התקינו אביזר לשחרור חסמי מסנן. קחו את הגוף הראשי של תא האירוסול והניחו אותו על החלק התחתון. המשיכו בחיבור הגוף הראשי לחלק התחתון באמצעות תפסים.

לאחר מכן, חבר את מד הלחץ של הארוסול לפתח הצד. כעת, קח את חלק כניסת הנתז והשתמש בתוסף קיבוע מהיר כדי להצמידו לפתח העליון של גוף התא המרכזי של תא הארוסול. כאשר שלב זה מושלם, הרם את צינור כניסת הנתז אל פתח הכניסה של תא השקיעה.

סיימו על ידי הידוק החיבורים העליון והתחתון. התחילו ביצירת מדרג לחצים על ידי בידוד משאבת הוואקום הראשונית (roughing pump) משאר המערכת, ולאחר מכן הפעילו אותה.

פתחו קו עקיפה כדי לבצע את השאיבה הראשונית, במטרה להבטיח תהליך שאיבה מבוקר יותר. הדליקו את תאורת תא השקיעה במחשב. הגדירו את תוכנת ניטור הלחץ ואת בקר הבמה מבלי להפעיל אף אחת מהן בזמן שהשאיבה נמשכת.

עקוב אחר לחץ המערכת. כאשר הלחץ מגיע ל-150 עד 200 tor, כוונן את קצב השאיבה של קו המעקף ל-one tor לשנייה. ברגע שהלחץ יירד מתחת ל-100 tor, הפעל את תוכנת ניטור הלחץ ובקר השלבים.

כאשר הלחץ הוא כ-1 tor, סגרו את השסתומים המובילים לקו המעקף (bypass line). המשיכו בפתיחת שסתום השאיבה הראשי. עם המשך השאיבה, עברו לתא השיקוע והדקו את התפס למכסה העליון.

השלב הבא הוא להפעיל את משאבת הנשיפה ולפתוח את בלוני הגז חנקן בדרגת טוהר גבוהה מאוד כדי לספק את גז הנשיאה למחשב. השתמש בממשק הגרפי של תוכנת בקר הבמה כדי למקם את המצע כפי שהוא נראה דרך חלון התצפית. ראשית, מקם את המצע מעל הדיזה.

לאחר ההצבה, הנמיקו את התשתית עד שתבוא במגע עם הדיזה. לאחר מכן, הזיזו את התשתית 7.5 millimeters בכיוון האנכי עד למיקומה. סגרו את קו השאיבה הראשי ובדקו שקצב הדליפה הוא פחות מ-about three millitorr לשנייה.

לפני ההמשך, הגדירו את שסתום הפרפר של תא השקיעה לערך המוגדר מראש של 500 TOR. הגדירו את קצב הזרימה של בקר זרימת המסות, אך אל תפעילו אותו. תכננו מחולל פונקציות כדי לקבוע את תדר הרעידה של המערבל והפעילו אותו.

התחילו את זרימת גז החנקן. לאחר מכן, המתינו שלוש שניות לפני הפעלת המקרו של בקר הבמה במחשב. כוון את קצב זרימת הגז כדי לשמור על הפרש הלחצים הקבוע הרצוי.

במקרה זה, כ-500 tor. השתמש בחלון התצפית כדי לנטר ויזואלית את השקיעה. בסיום השקיעה, רשום את זמן ההפעלה המדויק.

סגרו את אספקת גז החנקן, את מחולל הפונקציות ואת המשאבות. פתחו את תא השקיעה. שסתום פרפר, פתחו לחלוטין את שסתום המעקף לתא השקיעה.

סובב את ווסת גז החנקן של המעבדה לאפס והפנה את הגז אל תא השקיעה. סגור את שסתום השאיבה הראשי תוךما העלאה איטית של לחץ הגז במערכת. חזור למחשב והשתמש בתוכנת בקרת הבמה כדי להחזיר את הדיזה למצב התחלתי (home), ולאחר מכן סגור את התוכנה.

כאשר הלחץ עולה על 100 tor, הפסיקו את תוכנת ניטור הלחץ. המשיכו לכוון את הגז של המעבדה לפי הצורך עד שהמערכת תגיע ללחץ אטמוספרי. כדי להוציא את הדגימה, נתקו את הכבלים של מנועי ההזזה מחלקה העליונה של תא השקיעה.

הסיר את המכסה העליון מתא ההשקעה והעבר אותו לשולחן עבודה. בשולחן העבודה, כוון את המכסה העליון כדי להשיג גישה לדגימה. פרק את הדגימה כדי להכינה לאפיון.

זוהי מיקרוגרפיה של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של שכבת Iron Garnet בסידרה של Atrium על מצע ספיר. סריקת השקיעה נעה במהירות של 0.65 millimeters per second וכיסתה שטח של 75 square millimeters. השכבה גסה במקצת ודחוסה היטב עם מעט חללים.

הטבע הדחוס של הסרט נראה גם במיקרוגרף זה של מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של חתך רוחב של הסרט. על מצע הספיר, התמונה הראשית מראה את קצה הדגימה כפי שהופקדה בזמן השקיעה. זהו אינו חתך שנוצר על ידי שבירה של הסרט.

התמונה המוכנסת היא תצוגה מוגדלת של חתך הרוחב. מדרגה נוצרה על ידי הסרת חלק מהשכבה לאורך אחד הקצוות. הנתונים בשחור מציגים את גובה המדרגה של השכבה.

הקו האדום מצביע על עובי סרט ממוצע של כ-11 micrometers. החספוס הוא כ-1.4 micrometers. בגרף זה, נתוני נגזרת של בליעת תהודה מגנטית Pharaoh מופיעים בשחור, והתאמת צורת קו נגזרת Lian לנתונים מופיעה באדום.

מיקום האות וצורתו עבור הנתונים דומים לספקטרומים טיפוסיים של Polycrystalline Atrium Iron Garnet שגודל בשיטות אחרות. התאמה טובה ל-Lian מעידה על סרט uniformly.

לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי אופן פעולת תהליך השקיעה באסורול (aerosol deposition) וכיצד לבצע שקיעה באסורול באמצעות מערכת זו.