Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

Deneyin genel amacı, oda sıcaklığı bir biriktirme tekniği kullanarak safir bir altlık üzerine birkaç mikron kalınlığında, yoğun, polikristal bir atrium demir garneti filmi biriktirmektir. Bu işlem, önceden hazırlanmış bir altlığın cihazın üst kapağına bağlı olan taşıma tablasına monte edilmesi, ardından üst kapağın biriktirme haznesine yerleştirilmesi ve ikinci bir adım olarak motor kablolarının bağlanmasıyla gerçekleştirilir; toz yükleme işlemiyle istenen aglomerasyon boyutu aerosol haznesine aktarılır, aerosol haznesi üst kapağı yerine yerleştirilir ve bir nozul aracılığıyla biriktirme haznesine bağlanır. Sonrasında, hazneler arasında bir basınç gradyanı oluşturulur ve aerosol haznesine gaz akışı başlatılır.

Bir aerosol oluşturmak için bunu bir titreşim tablasının hareketiyle birleştirin; bu aerosol nozuldan geçerek biriktirme haznesine girer. Glomeratın biriktirilmesi; kristalitin kırılması, deformasyonu ve kaynaşmasıyla ilerleyerek substrat üzerinde kalın ve yoğun bir filmin oluşmasıyla sonuçlanır. Bu tekniğin mevcut yöntemlere göre temel avantajı, üretim açısından substratı veya öncü malzemeyi ısıtmaya gerek kalmadan çok kalın ve yoğun filmler üretebilmesidir.

Aerosol biriktirme yönteminin nispeten düşük vakumlu bir ortamda gerçekleştirilebilmesi ve çok yüksek hızlarda biriktirme yapabilmesi gibi avantajları vardır. Bu deneyin merkezinde aerosol biriktirme düzeneği yer almaktadır. Ekipmanın bu şematik görünümü temel bileşenleri tanımlamaktadır.

Aerosol haline getirilecek tozu aerosol odasına yerleştirin ve aerosol odası ile çöktürme odası arasında bir basınç farkı oluşturarak odaya akış kontrollü taşıyıcı gaz enjekte edin. Nozul aracılığıyla bir aerosol akışı oluşturarak çöktürme odasındaki bir numune üzerine çöktürmeyi kontrol edin. Bu video için bir öteleme tablası kullanılarak gerçekleştirilecek ilk adım, hazırlanmış bir altlığın öteleme tablasına monte edilmesidir.

Translasyon aşaması, üst kapak düzeneğinin bir parçasıdır. İlk olarak, sahnenin merkezine yakın bir yere çift taraflı bakır bant yerleştirin. Ardından, temizlenmiş ve kurutulmuş bir substrat alarak bunu sahnenin merkezine yakın konumdaki bandın üzerine yerleştirin.

Bu altı milimetrelik altı milimetrelik safir altlık konumlandırılmıştır. Protokoldeki sonraki adımlar için, püskürtme nozulunun hizalanmasına yardımcı olacak verileri toplamak üzere kumpas kullanmaya devam edin.

Bunu, montaj tablasının bir kenarından, tek bir doğrultu boyunca en yakın ve en uzak kenarlara olan mesafeyi ölçüp kaydederek yapın. Dik doğrultu boyunca benzer bir ölçüm gerçekleştirin. Ölçümler yapıldıktan sonra, üst kapağı; taşıma tablası ve numune ile birlikte biriktirme odasına nakledin.

Üst kapağı yerine indirin; ardından translasyon tablasını ve numuneyi hazneye yerleştirin. Bu işlem tamamlandıktan sonra, sızdırmazlığı sağlamak için flanşı sıkıştırarak üst kapağı sabitleyin. Daha sonra translasyon motorlarının kontrol kablolarını bağlayın.

Şimdi, üst bölümü çıkarılmış halde burada görülen aerosol odasının hazırlanmasına geçin. 100 ila 150 gram elenmiş ve kurutulmuş atrium demir granat tozu alın. Tozu aerosol odasının alt bölümüne yayın. Sonraki.

Bu kurulum için, bir filtre tıkanıklık giderme aparatını yerine yerleştirin. Aerosol odasının ana gövdesini alın ve alt bölüme doğru indirin. Ana gövdeyi alt bölüme kenetleyerek işlemi tamamlayın.

Ardından, aerosol basınç ölçerini yan porta takın. Şimdi nozul giriş bölümünü alın ve bir hızlı bağlantı kelepçesi kullanarak bunu aerosol haznesinin ana gövdesinin üst portuna sabitleyin. Bu işlem tamamlandığında, nozul giriş tüpünü çöktürme haznesindeki giriş portuna doğru kaldırın.

Üst ve alt bağlantıları sabitleyerek işlemi tamamlayın. Ön vakum pompasını sistemin geri kalanından izole ederek bir basınç gradyanı oluşturmaya başlayın. Ardından pompayı çalıştırın.

Daha kontrollü bir tahliye sağlamak için başlangıç pompalamasını gerçekleştirmek üzere bir baypas hattı açın. Bilgisayar üzerinden biriktirme odası aydınlatmasını açın. Pompalama devam ederken, basınç izleme ve sahne kontrol yazılımlarını henüz başlatmadan ayarlayın.

Sistem basıncını izleyin. Basınç 150 ile 200 tor arasına ulaştığında, bypass hattı vakumlama hızını saniyede bir tor olacak şekilde ayarlayın. Basınç 100 tor'un altına düştüğünde, basınç izleme ve kademe kontrol yazılımını başlatın.

Basınç yaklaşık bir tor olduğunda, bypass hattına giden vanaları kapatın. Ana pompalama vanasını açarak işleme devam edin. Pompalama sürerken biriktirme odasına geçin ve üst kapağın kelepçesini sıkın.

Bir sonraki adım, bilgisayarda taşıyıcı gaz sağlamak için blower pompasını çalıştırmak ve ultra yüksek saflıkta azot gazı silindirini açmaktır. Görüntüleme penceresinden görüldüğü şekilde substratı konumlandırmak için sahne kontrol yazılımının grafik arayüzünü kullanın. İlk olarak substratı nozülün üzerine yerleştirin.

Yerleştirme işlemi tamamlandığında, substratı nozül ile temas edecek şekilde aşağı indirin. Ardından, substratı dikey yönde 7,5 milimetre hareket ettirerek konumuna getirin. Ana pompalama hattını kapatın ve sızıntı hızının saniyede yaklaşık üç militorr'dan daha düşük olduğunu kontrol edin.

Devam etmeden önce, biriktirme odası kelebek vanasını 500 TOR ön ayar değerine getirin. Kütle akış kontrolörünün akış hızını ayarlayın ancak cihazı açmayın. Karıştırıcının titreşim frekansını ayarlamak için bir fonksiyon jeneratörünü programlayın ve cihazı açın.

Azot gazı akışını başlatın. Ardından, bilgisayardaki tabla kontrolcü makrosunu başlatmadan önce üç saniye sayın. İstenen sabit basınç farkını korumak için gaz akış hızını ayarlayın.

Bu durumda, yaklaşık 500 tor. Birikimi görsel olarak izlemek için görüntüleme penceresini kullanın. Birikim işlemi sona erdiğinde, tam çalışma süresini not edin.

Azot gazını, fonksiyon jeneratörünü ve pompaları kapatın. Biriktirme haznesini açın. Kelebek vanayı ve biriktirme haznesine giden bypass vanasını tamamen açın.

Tesis azot gazı regülatörünü sıfıra getirin ve gazı biriktirme haznesine yönlendirin. Tesis gaz basıncını yavaşça artırırken ana pompalama valfini kapatın. Nozulun başlangıç konumuna getirilmesi için sahne kontrol yazılımını kullanmak üzere bilgisayara dönün ve ardından programı kapatın.

Basınç 100 tor değerinin üzerine çıktığında, basınç izleme yazılımını durdurun. Sistem atmosfere ulaşana kadar gerekirse ev gazını ayarlamaya devam edin. Numuneyi geri almak için, taşıma motorlarının kablolarını biriktirme odasının üst kısmından ayırın.

Biriktirme odasının üst kapağını çıkarın ve bir çalışma tezgahına götürün. Tezgahta, örneğe erişmek için üst kapağı uygun şekilde yönlendirin. Karakterizasyon için hazırlamak amacıyla örneği sökün.

Bu, safir altlık üzerindeki bir atrium Demir Garnet filminin taramalı elektron mikrografıdır. Biriktirme taraması saniyede 0,65 milimetre hızla ilerlemiş ve 75 kare milimetrelik bir alanı kaplamıştır. Film biraz pürüzlüdür ve az sayıda boşlukla iyi şekilde sıkıştırılmıştır.

Filmin yoğun yapısı, filmin enine kesitini gösteren bu taramalı elektron mikrografında da görülmektedir. Safir altlık üzerinde, ana görüntü, biriktirme sırasında oluştuğu haliyle biriktirilmiş örneğin kenarını göstermektedir. Bu, filmin kırılmış bir kesiti değildir.

Ek görsel, enine kesitin büyütülmüş bir görünümüdür. Filmin bir kenarı boyunca bir kısmın kaldırılmasıyla bir basamak oluşturulmuştur. Siyah renkteki veriler, filmin basamak yüksekliğini vermektedir.

Kırmızı çizgi, yaklaşık 11 mikrometre olan ortalama film kalınlığını göstermektedir. Pürüzlülük yaklaşık 1,4 mikrometredir. Bu grafikte, Pharaoh manyetik rezonans absorbsiyonu türev verileri siyah renkte, verilere uygulanan Lian türev çizgi şekli uyumu ise kırmızı renktedir.

Veriler için hem sinyal konumu hem de şekli tipik spektrumlarla karşılaştırılabilir düzeydedir. Diğer yöntemlerle büyütülen Polikristal Atriyum Demir Garnet için durum böyledir. İyi Lian Fit, üniform bir filme işaret etmektedir.

Bu videoyu izledikten sonra, aerosol biriktirme işleminin nasıl çalıştığı ve bu sistem kullanılarak aerosol biriktirmenin nasıl gerçekleştirileceği konusunda kapsamlı bir bilgiye sahip olmalısınız.