Este relatório descreve o uso de um sistema custom-built para realizar a deposição do aerossol de filmes espessos de granadas de ferro e ítrio sobre substratos de safira à temperatura ambiente. Os filmes depositados são caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, perfilometria e ressonância ferromagnética para dar uma visão geral representativa das capacidades da técnica.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Formação de espessas densas ítrio Ferro Garnet Films Usando Aerosol Deposição
Neste artigo
Resumo
Resumo
A deposição do aerossol (DA) é um processo de deposição de espessura de película que pode produzir camadas de até várias centenas de micrómetros de espessura, com densidades superiores a 95% da massa. A vantagem principal de AD é que a deposição ocorre inteiramente à temperatura ambiente; permitindo assim o crescimento filme em sistemas de materiais com temperaturas de fusão diferentes. Este relatório descreve em detalhes as etapas de processamento para a preparação do pó e para a realização de AD usando o sistema de custom-built. Resultados da caracterização representativos são apresentados a partir de microscopia electrónica de varrimento, perfilometria, e ressonância ferromagnético para películas desenvolvidas neste sistema. Como uma visão geral representativo das capacidades do sistema, o foco é dado a uma amostra produzida após a configuração do protocolo e sistema descrito. Os resultados indicam que este sistema pode depositar 11 um de espessura com sucesso filmes de ferro granada de itrio que são> 90% da densidade de massa durante 5 minutos numa única deposição run. É fornecida uma discussão de métodos, para se obter um melhor controlo da selecção das partículas de aerossol e para a melhoria da espessura e variações de rugosidade no filme.
Introdução
A deposição do aerossol (DA) é um processo de deposição de espessura de película que pode produzir camadas de até várias centenas de micrómetros de espessura, com densidades superiores a 95% da massa 1. O processo de deposição é acreditado para ocorrer através de um processo contínuo de impacto, fractura ou deformação, adesão e densificação das partículas. A Figura 1 ilustra este processo como uma série de passos que mostra o impacto de partículas e ao longo de vários passos de densificação. Como se mostra, as partículas movem-se para o substrato com uma velocidade típica de 100-500 m / s. À medida que o impacto partículas iniciais com o s....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
1. Pó Preparação
- Peneire como recebido ferro granada (YIG) pó ítrio obter 100-150 g de aglomerados de tamanho inferior a 53 mm.
- Inserir o pó peneirado num forno para secar durante pelo menos 24 horas a uma temperatura superior a 300 ° C.
2. Preparação do Substrato
- Limpar um substrato de tamanho desejado, por exemplo, 3 milímetros x 3 mm, utilizando acetona e em seguida o isopropanol. Seque usando gás nitrogênio.
3. Executando Aerosol Deposição
- Montar a amostra para a fase de montagem na tradução.
- Coloque fita dupla face de cobre para a fa....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
Após a deposição estiver completa, os substratos revestidos são removidos da câmara de deposição e inspeccionadas utilizando um microscópio estéreo óptica. As amostras são tipicamente escovado e lavou-se com isopropanol para remover o pó em excesso que se manteve durante a re-pressurização para a atmosfera. Filme caracterização foi realizada nos resultados representativos apresentados aqui, utilizando microscopia electrónica de varrimento para avaliar a morfologia do filme, perfilometria para avaliar a espessura da pelí.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
A imagem SEM na Figura 4 indica que a fratura significativa e densificação está ocorrendo durante o processo de deposição. A imagem é recolhida da superfície superior da película, que mostra um pequeno número de vazios e grãos. A região observável é a última do material a ser depositado e, portanto, não beneficiará do processo de impacto e densificação das partículas subsequentes, tal como ilustrado pelo impacto de partículas 2 e 3 na Figura 1. A densidade do filme no interior do volume.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
SDJ reconhece e agradece o apoio da Associação Americana para Educação em Engenharia / NRL Programa de Bolsas Pós-Doutorais, discussões com Konrad Bussmann (NRL) e Mingzhong Wu (Colorado State University) sobre as propriedades magnéticas dos materiais, e Ron Holm (NRL) por sua participação no a concepção e implementação do sistema de AD NRL.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Espectrômetro de Ressonância Ferromagnética | www.bruker.com/ | Espectrômetro | |
| Microscópio Eletrônico de Varredura | www.zeiss.com | LEO Supra 55 | |
| Profilômetro | www.kla-tencor.com/ | D-120 | |
| Microscópio Estéreo | www.microscopes.com | Microscópio Estéreo Omano | Usado para inspeção diretamente após a remoção da câmara de deposição |
| Fita de cobre dupla face | www.2spi.com | 05085A-AB | clipes de retenção ou outros adesivos podem ser usados |
| Luvas de exame de nitrilo | www.fishersci.com | 19-130-1597D | |
| 2-propanol | www.fishersci.com | A451SK-4 | |
| Acetona | www.fishersci.com | A11-1 | |
| Ítrio Ferro Granada Pó | www.trans-techinc.com/ | Ligue para informações sobre o produto | O pó é feito sob encomenda e moído de acordo com as especificações |
| Colher de aço inoxidável | www.fishersci.com | 14-429E | Usado para colher e transferir |
| pó Barcos de alumina | www.coorstek.com/ | 65580 | |
| Forno de secagem | www.paragonweb.com | forno de cerâmica KM14 | O forno é conectado ao ar durante a secagem |
| Peneiras de pó | www.advantechmfg.com/ | 270SS8F | É necessária uma seleção de aberturas de malha para peneirar de grande para baixo até o tamanho alvo |
| Gás nitrogênio de pureza ultra-alta | www.praxairdirect.com | NI 5.0UH-3K | Usado como meio para aerossol. |
| Qualidade de respiração do ar | www.praxairdirect.com | AI BR-4KN | Usado dentro do forno durante a secagem |
| Balança de laboratório | www.balances.com/ | Sartorius ED224S Balança de laboratório | Usada para pesar |
| bolachas de safira | em pó www.pmoptics.com/ | PWSP-313211 |
Referências
- 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.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
