Характеристика модификации поверхности белым светом интерферометрии, применения в ионного распыления, лазерной абляции, и трибологии Эксперименты

Summary

Белый свет интерферометрии микроскоп оптический, бесконтактный и быстрый способ для измерения топографии поверхности. Показано, как метод может быть применен к анализу механического износа, где носят шрамы на трибологических тестовые образцы анализируются, и в материаловедении для определения ионного пучка распыления или лазерной абляции объемов и глубины.

Abstract

В материалах науки и техники часто возникает необходимость получить количественные измерения топографии поверхности с пространственным разрешением микрометра. Из измеряемой поверхности, 3D-топографических картах может быть в дальнейшем проанализированы с использованием различных программных пакетов для извлечения информации, которая необходима.

В этой статье мы расскажем, как белый свет интерферометрии, оптической профилометрии (ОП) в целом, в сочетании с общим программного обеспечения для анализа поверхности, могут быть использованы для материаловедения и инженерных задач. В этой статье, число заявок белого света интерферометрии для исследования поверхностных изменений в масс-спектрометрии, и носить явлений в трибологии и смазки продемонстрировали. Мы характеризуем продуктов взаимодействия полупроводников и металлов с энергичными ионами (распыление), и лазерного облучения (абляции), а также бывшие полевые измерения износа трибологических образцов. В частности, мы обсудим:

1. Аспекты традиционной ионного распыления на основе масс-спектрометрии, таких как распыление цены / выходы измерений на Si и Cu и последующее время-глубина преобразования.
2. Результаты количественной характеристики взаимодействия фемтосекундного лазерного излучения с поверхности полупроводника. Эти результаты важны для приложений, таких как удаление масс-спектрометрии, где количество испарившейся материал может быть изучен и управляется через длительность импульса и энергии в импульсе. Таким образом, определив кратера геометрии можно определить глубину и пространственным разрешением по сравнению с экспериментальными условиями установки.
3. Измерение параметров шероховатости поверхности в двух измерениях, и количественные измерения износа поверхности, которые возникают в результате трения и износа испытаний.

Некоторые присущи недостатки, возможные артефакты, а также неопределенность оценки белый светинтерферометрии подход будет обсуждаться и объяснил.

Introduction

Поверхности твердых материалов определяется в значительной степени свойства, представляющие интерес для этих материалов: в электронном виде, структурно и химически. Во многих областях исследований, добавление материала (например, осаждения тонких пленок импульсным лазерным / магнетронного распыления осаждением, физическое / химическое осаждение паров), удаление материала (реактивного ионного травления, ионного напыления, лазерной абляции, и т.д.), или других процессов, должны быть охарактеризованы. Кроме того, модификация поверхности на основе взаимодействия с энергичными импульсами света или заряженных частиц имеет многочисленные приложения и представляет фундамента....

Protocol

1. Оборудование для выравнивания Генеральный WLI Scan

Для получения количественной информации через WLI, следующие шаги могут служить в качестве ориентира. Предполагается, что оператор имеет базовые знания интерферометра операции. Эти руководящие принципы являются общими, независимо от конкретного инструмента. Для некоторых исследований, образец будет плоским. Для других образцов может быть изогнут.

1. Поместите образец на сцене с помощью функции (ионного распыления кратера, ионного пучка / удаленной пятна, или пятна износа), обращенной вверх. Использование низкого увеличения цель и сосредоточиться на ней инструмент. Для получения....

Results

Рисунок 1 фотографией простым профилометра, используемые в настоящем исследовании. Несколько башне целью видно на картинке. Две задачи являются стандартными (10x и 50x), и два Mirau целей (10x и 50x). Этот микроскоп имеет промежуточную функцию увеличения, которая позволяет поэтапно увеличением множителей 0,62, 1,00, 1,25, или 2,00 должна быть выбрана.

Discussion

Пример 1

WLI широко не используется для поверхностной характеристикой в ​​трибологических работы, но это на самом деле мощный метод для количественного измерения износа объемы для многих геометрии контакта. WLI производит полное 3D представление поверхности, которые могут быть проанализированы с использованием любого из нескольких пакетов программного обеспечения визуализации. Эти пакеты позволяют различным видам измерений должны быть выполнены. Для большей боковой резолюцией, изображения могут.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Монокристалла подложки Si, GaAs и Cu			для напыления и абляции
Чисто металлические сплавы			для трибологии примеры