Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính Chất Độ Cứng và Độ Nhớt Trong Carbon Amorphous Được Biến Đổi Bằng Chùm Ion: Sự Phụ Thuộc Vào Nhiệt Độ Và Tỷ Lệ Liều
Tóm tắt
Quá trình cấy ion vào carbon amorphous đã được khởi đầu để nghiên cứu khả năng hình thành carbon-nitride siêu cứng. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ cấy bằng ion N+ 100 keV hoặc ion C+ 80 keV ở 50 µA cho thấy một khoảng nhiệt độ hẹp khoảng -100 °C đạt được độ cứng bề mặt và mô đun đàn hồi tối ưu (được đo bằng nanoindentation), cả hai giá trị đều cao hơn nhiều so với carbon amorphous không được cấy. Không tìm thấy sự khác biệt rõ rệt giữa việc cấy nitơ và việc cấy tự thân (carbon). Tuy nhiên, ở mức liều 5 µA, độ cứng và mô đun tối ưu được tìm thấy ở nhiệt độ cấy thấp hơn, với khoảng nhiệt độ rộng hơn. Các độ bền được cải thiện có tương quan tốt với đỉnh phân tán bất đối xứng tại khoảng 1500 cm–1 trong quang phổ Raman, và tỷ lệ gia tăng của các vị trí carbon liên kết sp3 so với sp2 được quan sát bằng quang phổ phân tán năng lượng điện tử.
Từ khóa
#Cấy ion #carbon amorphous #độ cứng #mô đun đàn hồi #quang phổ Raman #quang phổ phân tán năng lượng điện tử.Tài liệu tham khảo
M. L. Cohen, Science 261, 307 (1993); A. Y. Liu and M. L. Cohen, Science 245, 841 (1989).
A. Y. Liu and M. L. Cohen, Phys. Rev. B 41, 10 727 (1990); M. L. Cohen, Phys. Rev. B 32, 7988 (1985).
Z. J. Zhang, S. Fan, J. Huang, and C. M. Lieber, Appl. Phys. Lett. 68, 2639 (1996); Z. J. Zhang, S. Fan, and C. M. Lieber, Appl. Phys. Lett. 66, 3582 (1995); C. Niu, Y. Z. Lu, and C. M. Lieber, Science 261, 334 (1993).
K. M. Yu, M. L. Cohen, E. E. Haller, W. L. Hansen, A. Y. Liu, and I. C. Wu, Phys. Rev. B 49, 5034 (1994).
D. Li, X. W. Lin, S. C. Cheng, V. P. Dravid, Y.W. Chung, M.S. Wong, and W. D. Sproul, Appl. Phys. Lett. 68, 1211 (1996); M. Y. Chen, D. Li, X. Lin, V. P. Dravid, Y. W. Chung, M. S. Wong, and W. D. Sproul, J. Vac. Sci. Technol. A 11, 521 (1993).
F. Xiong, R. P. H. Chang, and C.W. White, in Laser Ablation in Materials Processing: Fundamentals and Applications, edited by B. Braren, J. J. Dubowski, and D. Norton (Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 285, Pittsburgh, PA, 1993), p. 587.
H. Sjöström, S. Stafström, M. Boman, and J. E. Sundgren, Phys. Rev. Lett. 75, 1336 (1995).
G. L. Doll, J. P. Heremans, T. A. Perry, and J. V. Mantese, J. Mater. Res. 9, 85 (1994).
M. Iwaki, K. Takahashi, and A. Sekiguchi, J. Mater. Res. 5, 2562 (1990).
A. Y. Liu and R. M. Wentzcovitch, Phys. Rev. B 50, 10362 (1994).
The amorphous carbon, obtained from Kobe Steel Co. through KAO Information Systems Co., was produced by HIP process. The density is lower than single-crystal graphite (2.267 g/cm3), but higher than normal amorphous (or glassy) carbon (1.3–1.5 g/cm3).
J. F. Ziegler, J. P. Biersack, and U. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Solids (Pergamon, New York, 1985).
RUMP, by L. Doolittle and M. O. Thompson (Cornell University, 1985).
D. H. Lee, B. Park, D. B. Poker, L. Riester, Z. C. Feng, and J. E. E. Baglin, J. Appl. Phys. 80, 1480 (1996).
W. C. Oliver and G. M. Pharr, J. Mater. Res. 7, 1564 (1992).
M. F. Doerner and D. D. Nix, J. Mater. Res. 1, 601 (1986).
B. S. Elman, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, E. W. Maby, and H. Mazurek, Phys. Rev. B 24, 1027 (1981).
D. S. Knight and W. B. White, J. Mater. Res. 4, 385 (1989).
F. Parmigiani, E. Kay, and H. Seki, J. Appl. Phys. 64, 3031 (1988).
D. G. McCulloch, S. Prawer, and A. Hoffman, Phys. Rev. B 50, 5905 (1994); D. G. McCulloch, A. Hoffman, and S. Prawer, J. Appl. Phys. 74, 135 (1993); D. G. McCulloch and S. Prawer, J. Appl. Phys. 78, 3040 (1995).
J. A. Davies, in Surface Modification and Alloying by Laser, Ion and Electron Beams, edited by J. M. Poate, G. Foti, and D. C. Jacobson (Plenum, New York, 1983), p. 189.
H. Ehrhardt, Surf. Coating Technol. 74–75, 29 (1995).
K. A. Jackson, J. Mater. Res. 3, 1218 (1988).