Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහය ඇති බ්‍රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා ප්‍රකාරය අක්‍රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
ස්ලයිඩ තුනක කැරොසල් එකක් එකවර පෙන්වයි.වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට පෙර සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, නැතහොත් වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩර් බොත්තම් භාවිතා කරන්න.
සෘජු ලේසර් මැදිහත්වීම් (DLIP) ලේසර් ප්රේරිත ආවර්තිතා මතුපිට ව්‍යුහය (LIPSS) සමඟ ඒකාබද්ධව විවිධ ද්රව්ය සඳහා ක්‍රියාකාරී පෘෂ්ඨයන් නිර්මාණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.සාමාන්‍යයෙන් වැඩි සාමාන්ය ලේසර් බලයක් භාවිතා කිරීමෙන් ක්‍රියාවලියේ ප්‍රතිදානය වැඩි වේ.කෙසේ වෙතත්, මෙය තාපය සමුච්චය වීමට හේතු වන අතර, ප්රතිඵලයක් වශයෙන් මතුපිට රටාවෙහි රළුබව සහ හැඩයට බලපායි.එබැවින්, නිපදවන ලද මූලද්රව්යවල රූප විද්යාව මත උපස්ථර උෂ්ණත්වයේ බලපෑම විස්තරාත්මකව අධ්යයනය කිරීම අවශ්ය වේ.මෙම අධ්‍යයනයේ දී වානේ මතුපිට 532 nm හි ps-DLIP සමඟ රේඛා රටා කර ඇත.එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස භූ විෂමතාවයට උපස්ථර උෂ්ණත්වයේ බලපෑම විමර්ශනය කිරීම සඳහා, උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීම සඳහා තාපන තහඩුවක් භාවිතා කරන ලදී.250 \(^{\circ }\)С දක්වා උනුසුම් වීම 2.33 සිට 1.06 µm දක්වා පිහිටුවා ඇති ව්යුහයන්ගේ ගැඹුරෙහි සැලකිය යුතු අඩුවීමක් ඇති විය.උපස්ථර ධාන්යවල දිශානතිය සහ ලේසර්-ප්රේරිත මතුපිට ඔක්සිකරණය මත පදනම්ව විවිධ වර්ගයේ LIPSS පෙනුම සමඟ අඩු වීම සම්බන්ධ විය.මෙම අධ්යයනය මගින් උපස්ථර උෂ්ණත්වයේ ප්‍රබල බලපෑම පෙන්නුම් කරන අතර, තාප සමුච්චකරණ බලපෑම් ඇති කිරීම සඳහා මතුපිට ප්‍රතිකාරය ඉහළ සාමාන්ය ලේසර් බලයකින් සිදු කරන විටද අපේක්ෂා කෙරේ.
අල්ට්‍රාෂෝට් ස්පන්දන ලේසර් ප්‍රකිරණය මත පදනම් වූ මතුපිට ප්‍රතිකාර ක්‍රම විද්‍යාවේ සහ කර්මාන්තයේ ප්‍රමුඛස්ථානයේ සිටින්නේ වඩාත් වැදගත් අදාළ ද්‍රව්‍යවල මතුපිට ගුණ වැඩි දියුණු කිරීමට ඇති හැකියාව නිසාය.විශේෂයෙන්ම, ලේසර් ප්රේරිත අභිරුචි මතුපිට ක්‍රියාකාරීත්වය පුළුල් පරාසයක කාර්මික අංශ සහ යෙදුම් අවස්ථා1,2,3 හරහා අති නවීන වේ.උදාහරණයක් ලෙස, Vercillo et al.ලේසර් ප්රේරිත සුපිරි හයිඩ්‍රොෆෝබිසිටි මත පදනම්ව අභ්‍යවකාශ යෙදුම් සඳහා ටයිටේනියම් මිශ්ර ලෝහවල ප්‍රති-අයිසිං ගුණ පෙන්නුම් කර ඇත.Epperlein et al වාර්තා කළේ ලේසර් මතුපිට ව්‍යුහගත කිරීම මගින් නිපදවන නැනෝකරණය කරන ලද අංගයන් වානේ නිදර්ශක මත ජෛව පටල වර්ධනයට හෝ නිෂේධනයට බලපෑම් කළ හැකි බවයි.මීට අමතරව, Guai et al.කාබනික සූර්ය කෝෂවල දෘශ්‍ය ගුණාංග ද වැඩි දියුණු කළේය.6 මේ අනුව, ලේසර් ව්‍යුහය මඟින් මතුපිට ද්රව්ය පාලිත ඉවත් කිරීම මගින් අධි-විභේදන ව්යුහාත්මක මූලද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි1.
එවැනි ආවර්තිතා මතුපිට ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා සුදුසු ලේසර් ව්‍යුහගත කිරීමේ ක්‍රමවේදයක් වන්නේ සෘජු ලේසර් මැදිහත්වීම් හැඩගැන්වීම (DLIP) වේ.DLIP පදනම් වන්නේ මයික්‍රොමීටර සහ නැනෝමීටර පරාසයේ ලක්ෂණ සහිත රටා සහිත පෘෂ්ඨ සෑදීමට ලේසර් කිරණ දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක මතුපිට මැදිහත්වීම මත ය.ලේසර් කිරණවල සංඛ්‍යාව සහ ධ්රැවීකරණය මත පදනම්ව, DLIP හට විවිධාකාර භූ විෂමතා මතුපිට ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කර නිර්මාණය කළ හැකිය.සංකීර්ණ ව්යුහාත්මක ධුරාවලියක් සහිත මතුපිට භූ විෂමතාවයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ලේසර් ප්රේරිත ආවර්තිතා මතුපිට ව්‍යුහයන් (LIPSS) සමඟ DLIP ව්‍යුහයන් ඒකාබද්ධ කිරීම හොඳ ප්‍රවේශයකි.ස්වභාවධර්මයේ දී, මෙම ධූරාවලිය තනි පරිමාණ ආකෘති වලට වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් සපයන බව පෙන්වා දී ඇත13.
LIPSS ශ්‍රිතය විකිරණ තීව්රතා ව්යාප්තියේ වැඩිවන ආසන්න මතුපිට මොඩියුලේෂන් මත පදනම්ව ස්වයං-වර්ධක ක්‍රියාවලියකට (ධනාත්මක ප්‍රතිපෝෂණ) යටත් වේ.මෙයට හේතුව ව්‍යවහාරික ලේසර් ස්පන්දන සංඛ්‍යාව 14, 15, 16 වැඩි වන විට නැනෝ රළුබව වැඩි වීමයි. ප්‍රධාන වශයෙන් විමෝචනය සිදු වන්නේ වර්තන සහ විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර 15,17,18,19,20,21 සමඟ විමෝචනය වන තරංගයේ මැදිහත්වීම හේතුවෙනි. විසිරුණු තරංග සංරචක හෝ මතුපිට ප්ලාස්මොන්.LIPSS ගොඩනැගීමට ස්පන්දනවල කාලය 22,23 ද බලපායි.විශේෂයෙන්ම, ඉහළ ඵලදායිතා මතුපිට ප්‍රතිකාර සඳහා ඉහළ සාමාන්ය ලේසර් බලයන් අත්‍යවශ්‍ය වේ.මේ සඳහා සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාත භාවිතා කිරීම අවශ්ය වේ, එනම් MHz පරාසය තුළ.එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ලේසර් ස්පන්දන අතර කාල පරතරය කෙටි වන අතර, එය තාප සමුච්චකරණ බලපෑම්වලට තුඩු දෙයි. 23, 24, 25, 26. මෙම බලපෑම මතුපිට උෂ්ණත්වයේ සමස්ත වැඩි වීමක් ඇති කරයි, එය ලේසර් ඉවත් කිරීමේදී රටා යාන්ත්‍රණයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපෑ හැකිය.
පෙර කෘතියක, Rudenko et al.සහ Tzibidis et al.සංවහන ව්‍යුහයන් ගොඩනැගීමේ යාන්ත්‍රණයක් සාකච්ඡා කෙරෙන අතර, තාප සමුච්චය වැඩි වන විට එය වඩ වඩාත් වැදගත් විය යුතුය19,27.මීට අමතරව, Bauer et al.මයික්‍රෝන මතුපිට ව්‍යුහයන් සමඟ තාප සමුච්චනයේ තීරණාත්මක ප්රමාණය සහසම්බන්ධ කරන්න.මෙම තාප ප්රේරිත ව්‍යුහ සෑදීමේ ක්රියාවලිය තිබියදීත්, පුනරාවර්තන අනුපාතය වැඩි කිරීමෙන් ක්‍රියාවලියේ ඵලදායිතාව වැඩිදියුණු කළ හැකි බව සාමාන්‍යයෙන් විශ්වාස කෙරේ28.තාප ගබඩාවේ සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් නොමැතිව මෙය සාක්ෂාත් කරගත නොහැකි වුවද.එබැවින්, බහු මට්ටමේ ස්ථලකයක් සපයන ක්රියාවලි උපාය මාර්ග ක්රියාවලි චාලක සහ ව්‍යුහය ගොඩනැගීම වෙනස් නොකර ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාත වෙත ගෙන යා නොහැකි විය හැක9,12.මේ සම්බන්ධයෙන්, උපස්ථර උෂ්ණත්වය DLIP සෑදීමේ ක්‍රියාවලියට බලපාන්නේ කෙසේද යන්න විමර්ශනය කිරීම ඉතා වැදගත් වේ, විශේෂයෙන් LIPSS එකවර සෑදීම හේතුවෙන් ස්ථර මතුපිට රටා සෑදීමේදී.
මෙම අධ්‍යයනයේ අරමුන වූයේ ps ස්පන්දන භාවිතයෙන් මල නොබැඳෙන වානේ DLIP සැකසීමේදී ඇතිවන මතුපිට භූ විෂමතාවය මත උපස්ථර උෂ්ණත්වයේ බලපෑම ඇගයීමයි.ලේසර් සැකසීමේදී, තාපන තහඩුවක් භාවිතයෙන් නියැදි උපස්ථරයේ උෂ්ණත්වය 250 \(^\circ\)C දක්වා ගෙන එන ලදී.එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස පෘෂ්ඨීය ව්‍යුහයන් සංලක්ෂිත අන්වීක්ෂය, ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය සහ බලශක්ති-විසරණ X-කිරණ වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතයෙන් සංලක්ෂිත විය.
පළමු අත්හදා බැලීම් මාලාවේදී, වානේ උපස්ථරය 4.5 µm අවකාශීය කාල පරිච්ඡේදයක් සහ උපස්ථර උෂ්ණත්වය \(T_{\mathrm {s}}\) 21 \(^{\circ) ද්වි-කදම්භ DLIP වින්‍යාසය භාවිතයෙන් සකසන ලදී. }\)C, මෙතැන් සිට "උණුසුම් නොකළ" මතුපිට ලෙස හැඳින්වේ.මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය \(o_{\mathrm {p}}\) යනු ස්ථාන ප්‍රමාණයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස ස්පන්දන දෙකක් අතර දුර වේ.එය 99.0% (ස්ථානයකට ස්පන්දන 100) සිට 99.67% (ස්ථානයකට ස්පන්දන 300) දක්වා වෙනස් වේ.සෑම අවස්ථාවකදීම, උපරිම ශක්ති ඝනත්වය \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (මැදිහත්වීමකින් තොරව Gaussian සමාන සඳහා) සහ පුනරාවර්තන සංඛ්යාතය f = 200 kHz භාවිතා කරන ලදී.ලේසර් කදම්භයේ ධ්රැවීකරණයේ දිශාව ස්ථානගත කිරීමේ වගුවේ චලනයට සමාන්තර වේ (රූපය 1a)), එය කදම්බ දෙකක මැදිහත්වීම් රටාව මගින් නිර්මාණය කරන ලද රේඛීය ජ්‍යාමිතියෙහි දිශාවට සමාන වේ.ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයක් (SEM) භාවිතයෙන් ලබාගත් ව්යුහයන්ගේ නියෝජිත රූප Fig.1a-c.භූ විෂමතාවය අනුව SEM රූප විශ්ලේෂණයට සහාය වීම සඳහා, ඇගයීමට ලක් කෙරෙන ව්‍යුහයන් මත ෆූරියර් පරිවර්තන (FFTs, අඳුරු ඇතුළු කිරීම්) සිදු කරන ලදී.සෑම අවස්ථාවකදීම, 4.5 µm ක අවකාශීය කාල පරිච්ඡේදයක් සමඟින් ලැබෙන DLIP ජ්යාමිතිය දෘශ්‍යමාන විය.
නඩුව සඳහා \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% රූපයේ අඳුරු ප්‍රදේශයේ.1a, මැදිහත්වීම් උපරිමයේ පිහිටීමට අනුරූපව, කුඩා සමාන්තර ව්‍යුහයන් අඩංගු කට්ට නිරීක්ෂණය කළ හැක.නැනෝ අංශු වැනි භූ විෂමතාවයකින් ආවරණය වූ දීප්තිමත් පටි සමඟ ඒවා විකල්ප වේ.කට්ට අතර සමාන්තර ව්‍යුහය ලේසර් කදම්භයේ ධ්රැවීකරණයට ලම්බකව පෙනෙන නිසා සහ \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) 418\(\pm 65\) nm, තරමක් ලේසර් තරංග ආයාමයට වඩා අඩු \(\lambda\) (532 nm) අඩු අවකාශීය සංඛ්‍යාත (LSFL-I)15,18 සහිත LIPSS ලෙස හැඳින්විය හැක.LSFL-I විසින් FFT හි ඊනියා s-වර්ගයේ සංඥාවක් නිෂ්පාදනය කරයි, "s" විසිරීම15,20.එබැවින්, සංඥාව ශක්තිමත් මධ්‍යම සිරස් මූලද්‍රව්‍යයට ලම්බක වන අතර, එය DLIP ව්‍යුහය (\(\Lambda _{\mathrm {DLIP}}\) \(\ආසන්න\) 4.5 µm) මගින් ජනනය වේ.FFT රූපයේ DLIP රටාවේ රේඛීය ව්‍යුහය මගින් ජනනය කරන ලද සංඥාව "DLIP-type" ලෙස හැඳින්වේ.
DLIP භාවිතයෙන් නිර්මාණය කරන ලද මතුපිට ව්යුහයන්ගේ SEM රූප.උපරිම ශක්ති ඝනත්වය \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (noise Gaussian සමාන සඳහා) සහ පුනරාවර්තන අනුපාතය f = 200 kHz වේ.පින්තූර නියැදි උෂ්ණත්වය, ධ්රැවීකරණය සහ උඩින් වැසීම පෙන්වයි.දේශීයකරණ අදියරෙහි චලනය (a) හි කළු ඊතලයකින් සලකුණු කර ඇත.කළු ඇතුල් කිරීම 37.25\(\times\)37.25 µm SEM රූපයෙන් ලබාගත් අනුරූප FFT පෙන්වයි (තරංග දෛශිකය \(\vec {k}\cdot (2\pi )^ {-1}\) = 200 බවට පත් වන තෙක් පෙන්වයි. nm).ක්රියාවලි පරාමිතීන් එක් එක් රූපයේ දක්වා ඇත.
රූප සටහන 1 වෙත තවදුරටත් බැලීමේදී, \(o_{\mathrm {p}}\) අතිච්ඡාදනය වැඩි වන විට, sigmoid සංඥාව FFT හි x-අක්ෂය දෙසට වැඩි වශයෙන් සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති බව ඔබට දැක ගත හැක.ඉතිරි LSFL-I වඩා සමාන්තර වේ.මීට අමතරව, s-වර්ගයේ සංඥාවේ සාපේක්ෂ තීව්රතාවය අඩු වූ අතර DLIP-වර්ගයේ සංඥාවේ තීව්රතාවය වැඩි විය.මෙයට හේතුව වැඩි වැඩියෙන් අතිච්ඡාදනය වන අගල් ය.එසේම, s වර්ගය සහ කේන්ද්‍රය අතර x-අක්ෂ සංඥාව LSFL-I හා සමාන දිශානතියකින් යුත් ව්‍යුහයකින් පැමිණිය යුතුය (\(\Lambda _\mathrm {b}\) \(\ආසන්න වශයෙන් \ ) 1.4 ± 0.2 µm) රූපය 1c හි පෙන්වා ඇති පරිදි).එබැවින්, ඔවුන්ගේ ගොඩනැගීම අගලේ මධ්යයේ වලවල් රටාවක් බව උපකල්පනය කෙරේ.නව විශේෂාංගය ඕඩිනේට් හි ඉහළ සංඛ්‍යාත පරාසයේ (විශාල තරංග සංඛ්‍යාව) ද දිස්වේ.සංඥාව පැමිණෙන්නේ අගලේ බෑවුම්වල ඇති සමාන්තර රැළි වලින් වන අතර, බොහෝ විට බෑවුම්වල සිදුවීම් සහ ඉදිරි පරාවර්තක ආලෝකයේ බාධා කිරීම් නිසා විය හැකිය9,14.පහත දැක්වෙන පරිදි, මෙම රැලි LSFL \ (_ \ mathrm {edge} \), සහ ඒවායේ සංඥා – වර්ගය -s \ (_ {\mathrm {p)) \) මගින් දැක්වේ.
ඊළඟ අත්හදා බැලීමේදී, නියැදියේ උෂ්ණත්වය ඊනියා "රත් වූ" මතුපිටට යටින් 250 ° C දක්වා ගෙන එන ලදී.ව්‍යුහගත කිරීම සිදු කරන ලද්දේ පෙර කොටසේ (පය. 1a-1c) සඳහන් කළ අත්හදා බැලීම්වලට සමාන සැකසුම් උපාය මාර්ගයකට අනුව ය.SEM රූපයන් රූපය 1d-f හි පෙන්වා ඇති පරිදි ඇති වන භූ විෂමතාව නිරූපණය කරයි.නියැදිය 250 C දක්වා උනුසුම් කිරීම LSFL පෙනුමේ වැඩි වීමක් ඇති කරයි, එහි දිශාව ලේසර් ධ්රැවීකරණයට සමාන්තර වේ.මෙම ව්‍යුහයන් LSFL-II ලෙස සංලක්ෂිත කළ හැකි අතර අවකාශීය කාල සීමාවක් \(\Lambda _\mathrm {LSFL-II}\) 247 ± 35 nm.ඉහළ මාදිලියේ සංඛ්යාතය හේතුවෙන් LSFL-II සංඥාව FFT හි දර්ශනය නොවේ.\(o_{\mathrm {p}}\) 99.0 සිට 99.67\(\%\) (රූපය 1d–e) දක්වා වැඩි වූ විට, දීප්තිමත් කලාප කලාපයේ පළල වැඩි වූ අතර, එය DLIP සංඥාවක් දිස් වීමට හේතු විය. ඉහළ සංඛ්යාතවලට වඩා වැඩි ගණනක් සඳහා.තරංග සංඛ්‍යා (අඩු සංඛ්‍යාත) සහ ඒ අනුව FFT හි කේන්ද්‍රය දෙසට මාරු වේ.රූපය 1d හි ඇති වලවල් පේළි LSFL-I22,27 ට ලම්බකව පිහිටුවා ඇති ඊනියා කට්ට වල පූර්වගාමීන් විය හැකිය.මීට අමතරව, LSFL-II කෙටි හා අක්‍රමවත් ලෙස හැඩගැසී ඇති බව පෙනේ.මෙම අවස්ථාවේ දී නැනෝග්‍රේන් රූප විද්යාව සහිත දීප්තිමත් බෑන්ඩ් වල සාමාන්ය ප්රමාණය කුඩා බව ද සලකන්න.මීට අමතරව, මෙම නැනෝ අංශුවල ප්‍රමාණයේ ව්යාප්තිය උණුසුමකින් තොරව වඩා අඩුවෙන් විසිරී (හෝ අඩු අංශු සමුච්චය වීමට හේතු විය) බවට පත් විය.ගුණාත්මකව, මෙය පිළිවෙළින් 1a, d හෝ b, e සංසන්දනය කිරීමෙන් තක්සේරු කළ හැක.
අතිච්ඡාදනය \(o_{\mathrm {p}}\) 99.67% (පය. 1f) දක්වා තවදුරටත් වැඩි වූ විට, වැඩි වැඩියෙන් පැහැදිලිව පෙනෙන විලි හේතුවෙන් පැහැදිලි භූ විෂමතාවයක් ක්‍රමයෙන් මතු විය.කෙසේ වෙතත්, මෙම කට්ට Fig. 1c ට වඩා අඩු ඇණවුම් සහ අඩු ගැඹුරකින් දිස්වේ.රූපයේ ආලෝකය සහ අඳුරු ප්‍රදේශ අතර අඩු වෙනස ගුණාත්මක බවින් පෙන්වයි.c මත FFT හා සසඳන විට Fig. 1f හි FFT ordinate හි දුර්වල සහ වඩා විසිරුණු සංඥා මගින් මෙම ප්රතිඵල තවදුරටත් සහාය දක්වයි.රූප 1b සහ e සංසන්දනය කිරීමේදී රත් කිරීමේදී කුඩා ස්ට්‍රයියා ද පැහැදිලි විය, පසුව එය confocal microscopy මගින් තහවුරු විය.
පෙර අත්හදාබැලීමට අමතරව, ලේසර් කදම්භයේ ධ්රැවීකරණය 90 \(^{\circ}\) මගින් භ්රමණය කරන ලදී, එමඟින් ධ්‍රැවීකරණ දිශාව ස්ථානගත කිරීමේ වේදිකාවට ලම්බකව චලනය විය.අත්තික්කා මත.2a-c මඟින් ව්‍යුහය සෑදීමේ මුල් අදියර පෙන්වයි, \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% උනුසුම් නොකළ (a), රත් කළ (b) සහ රත් කළ 90\(^{\ circ }\ ) – නඩුව භ්රමණය වන ධ්රැවීකරණය සමග (c).ව්යුහයන්ගේ නැනෝටෝග්‍රැෆි දෘශ්‍යමාන කිරීම සඳහා, වර්ණ කොටු වලින් සලකුණු කර ඇති ප්‍රදේශ Fig.2d, විශාල කරන ලද පරිමාණයකින්.
DLIP භාවිතයෙන් නිර්මාණය කරන ලද මතුපිට ව්යුහයන්ගේ SEM රූප.ක්රියාවලි පරාමිතීන් Fig.1 හි මෙන් ම වේ.රූපය නියැදි උෂ්ණත්වය \(T_s\), ධ්රැවීකරණය සහ ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය \(o_\mathrm {p}\) පෙන්වයි.කළු ඇතුල් කිරීම නැවතත් අනුරූප ෆූරියර් පරිවර්තනය පෙන්වයි.(d)-(i) හි ඇති රූප (a)-(c) හි සලකුණු කළ ප්‍රදේශ වල විශාලනය වේ.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, Fig. 2b,c හි අඳුරු ප්‍රදේශ වල ව්‍යුහයන් ධ්‍රැවීකරණ සංවේදී වන අතර එබැවින් LSFL-II14, 20, 29, 30 ලෙස ලේබල් කර ඇති බව දැකගත හැකිය. LSFL-I හි දිශානතිය ද භ්රමණය වේ ( Fig. 2g, i), අනුරූප FFT හි s-වර්ගයේ සංඥා දිශානතියෙන් දැකිය හැක.LSFL-I කාලපරිච්ඡේදයේ කලාප පළල b කාලපරිච්ඡේදය හා සසඳන විට විශාල ලෙස පෙනෙන අතර, එහි පරාසය වඩාත් පුලුල්ව පැතිරුනු s-වර්ගයේ සංඥාව මගින් පෙන්නුම් කරන පරිදි, Fig. 2c හි කුඩා කාල පරිච්ඡේද වෙත මාරු වේ.මේ අනුව, පහත දැක්වෙන LSFL අවකාශීය කාලසීමාව විවිධ උනුසුම් උෂ්ණත්වවලදී නියැදිය මත නිරීක්ෂණය කළ හැක: \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 418\(\pm 65\) nm 21 ^{ \circ }\ )C (රූපය 2a), \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 445\(~\pm\) 67 nm සහ \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-II s ධ්රැවීකරණය සඳහා }} \) = 247 ± 35 nm 250 ° C (රූපය 2b).ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, p-ධ්රැවීකරණයේ අවකාශීය කාලය සහ 250 \(^{\circ }\)C සමාන වේ \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I))\) = 390\(\pm 55\ ) nm සහ \(\ Lambda_{\mathrm{LSFL-II}}\) = 265±35 nm (රූපය 2c).
සැලකිය යුතු ලෙස, ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ නියැදි උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීමෙන් පමණක්, මතුපිට රූප විද්‍යාවට (i) LSFL-I මූලද්‍රව්‍ය පමණක් අඩංගු මතුපිටක් සහ (ii) LSFL-II වලින් ආවරණය වූ ප්‍රදේශයක් ඇතුළුව අන්ත දෙකක් අතර මාරු විය හැකි බවයි.ලෝහ පෘෂ්ඨ මත මෙම විශේෂිත වර්ගයේ LIPSS සෑදීම මතුපිට ඔක්සයිඩ් ස්ථර සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති නිසා, බලශක්ති විසරණ X-ray විශ්ලේෂණය (EDX) සිදු කරන ලදී.වගුව 1 ලබාගත් ප්රතිඵල සාරාංශ කරයි.එක් එක් නිර්ණය සිදු කරනු ලබන්නේ සැකසූ නියැදියේ මතුපිට විවිධ ස්ථානවල අවම වශයෙන් වර්ණාවලි හතරක් සාමාන්‍යකරණය කිරීමෙනි.මිනුම් සිදු කරනු ලබන්නේ විවිධ නියැදි උෂ්ණත්ව \(T_\mathrm{s}\) සහ ව්‍යුහගත නොවූ හෝ ව්‍යුහගත ප්‍රදේශ අඩංගු නියැදි පෘෂ්ඨයේ විවිධ ස්ථානවලිනි.EDX විශ්ලේෂණයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන විනිවිද යාමේ ගැඹුර තුළ, ප්‍රතිකාර කරන ලද උණු කළ ප්‍රදේශයට කෙලින්ම පහළින් ඇති ගැඹුරු ඔක්සිකරණය නොවූ ස්ථර පිළිබඳ තොරතුරු ද මිනුම්වල අඩංගු වේ.කෙසේ වෙතත්, EDX ඔක්සිජන් අන්තර්ගතය ප්‍රමාණ කිරීමට ඇති හැකියාවෙන් සීමා වී ඇති බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය, එබැවින් මෙහි ඇති මෙම අගයන් ගුණාත්මක තක්සේරුවක් පමණක් ලබා දිය හැකිය.
සාම්පලවල ප්‍රතිකාර නොකළ කොටස්වල සියලුම මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වවලදී සැලකිය යුතු ඔක්සිජන් ප්‍රමාණයක් නොපෙන්වයි.ලේසර් ප්‍රතිකාරයෙන් පසු, සෑම අවස්ථාවකදීම ඔක්සිජන් මට්ටම වැඩි විය.ප්‍රතිකාර නොකළ සාම්පල දෙක අතර මූලද්‍රව්‍ය සංයුතියේ වෙනස වාණිජ වානේ සාම්පල සඳහා අපේක්ෂා කළ පරිදි වූ අතර හයිඩ්‍රොකාබන් දූෂණය හේතුවෙන් AISI 304 වානේ සඳහා නිෂ්පාදකයාගේ දත්ත පත්‍රිකාවට සාපේක්ෂව සැලකිය යුතු ඉහළ කාබන් අගයක් සොයා ගන්නා ලදී.
වලක් ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර අඩුවීම සහ LSFL-I සිට LSFL-II දක්වා සංක්‍රමණය වීම සඳහා විය හැකි හේතු සාකච්ඡා කිරීමට පෙර, බල වර්ණාවලි ඝනත්වය (PSD) සහ උස පැතිකඩ භාවිතා කරනු ලැබේ.
(i) පෘෂ්ඨයේ අර්ධ-ද්විමාන සාමාන්‍යකරණය වූ බල වර්ණාවලි ඝනත්වය (Q2D-PSD) SEM රූප ලෙස රූප 1 සහ 2 හි පෙන්වා ඇත. 1 සහ 2. PSD සාමාන්‍යකරණය වී ඇති බැවින්, ඓක්‍ය සංඥාවේ අඩු වීමක් විය යුතුය. නියත කොටසේ (k \(\le\) 0.7 µm\(^{-1}\) වැඩි වීමක් ලෙස වටහාගෙන ඇත, එනම් සුමට බව.(ii) අනුරූප මධ්යන්ය මතුපිට උස පැතිකඩ.නියැදි උෂ්ණත්වය \(T_s\), අතිච්ඡාදනය \(o_{\mathrm {p}}\), සහ ස්ථානගත වේදිකා චලිතයේ දිශානතියට සාපේක්ෂව ලේසර් ධ්රැවීකරණය E සියලු බිම් කොටස්වල පෙන්වා ඇත.
SEM රූපවල හැඟීම ප්‍රමාණ කිරීමට, x හෝ y දිශාවේ ඇති සියලුම ඒකමාන (1D) බල වර්ණාවලි ඝනත්වය (PSDs) සාමාන්‍යකරණය කිරීම මඟින් එක් එක් පරාමිතිය සඳහා අවම වශයෙන් SEM රූප තුනකින් සාමාන්ය සාමාන්‍යකරණය වූ බල වර්ණාවලියක් ජනනය කරන ලදී.සංඥාවේ සංඛ්‍යාත මාරුව සහ වර්ණාවලියට එහි සාපේක්ෂ දායකත්වය පෙන්වන අනුරූප ප්‍රස්ථාරය Fig. 3i හි පෙන්වා ඇත.
අත්තික්කා මත.3ia, c, e, DLIP උපරිමය \(k_{\mathrm {DLIP}}~=~2\pi\) (4.5 µm)\(^{-1}\) = 1.4 µm \ (^{- 1}\) හෝ අතිච්ඡාදනය වැඩි වන විට ඊට අනුරූප ඉහළ හාර්මොනික්ස් \(o_{\mathrm {p))\).මූලික විස්තාරය වැඩි වීම LRIB ව්යුහයේ ශක්තිමත් වර්ධනයක් සමඟ සම්බන්ධ විය.බෑවුමේ බෑවුමත් සමඟ ඉහළ හාර්මොනික්ස් වල විස්තාරය වැඩි වේ.සීමාකාරී අවස්ථා ලෙස සෘජුකෝණාස්‍රාකාර ශ්‍රිත සඳහා, ආසන්න කිරීම සඳහා විශාලතම සංඛ්‍යාත සංඛ්‍යාත අවශ්ය වේ.එබැවින්, PSD හි 1.4 µm\(^{-1}\) පමණ වන උච්චය සහ ඊට අනුරූප වන සුසංයෝගය වල හැඩය සඳහා තත්ත්ව පරාමිතීන් ලෙස භාවිතා කළ හැක.
ඊට පටහැනිව, Fig. 3(i)b,d,f හි පෙන්වා ඇති පරිදි, රත් වූ නියැදියේ PSD, අදාළ හර්මොනික්ස් වල අඩු සංඥා සහිත දුර්වල සහ පුළුල් උච්ච පෙන්වයි.මීට අමතරව, fig දී.3(i)f පෙන්නුම් කරන්නේ දෙවන හාර්මොනික් සංඥාව මූලික සංඥාව පවා ඉක්මවන බවයි.මෙය රත් වූ නියැදියේ (\(T_s\) = 21\(^\circ\)C හා සසඳන විට) වඩාත් අක්‍රමවත් සහ අඩු උච්චාරණ DLIP ව්‍යුහය පිළිබිඹු කරයි.තවත් විශේෂාංගයක් නම්, අතිච්ඡාදනය වන \(o_{\mathrm {p}}\) වැඩි වන විට, ලැබෙන LSFL-I සංඥාව කුඩා තරංග සංඛ්‍යාවක් (දිගු කාලපරිච්ඡේදයක්) දෙසට මාරු වීමයි.ඩීඑල්අයිපී මාදිලියේ දාරවල බෑවුම් වැඩි වීම සහ ඒ ආශ්‍රිත සිදුවීම් කෝණයෙහි දේශීය වැඩිවීම මගින් මෙය පැහැදිලි කළ හැකිය14,33.මෙම ප්‍රවණතාවය අනුගමනය කරමින්, LSFL-I සංඥාව පුළුල් වීම ද පැහැදිලි කළ හැකිය.ප්‍රපාතාකාර බෑවුම් වලට අමතරව, DLIP ව්යුහයේ ලාංඡනවල පතුලේ සහ ඉහළින් පැතලි ප්‍රදේශ ද ඇත, LSFL-I කාල පරිච්ඡේදවල පුළුල් පරාසයකට ඉඩ සලසයි.ඉහළ අවශෝෂක ද්රව්ය සඳහා, LSFL-I කාල සීමාව සාමාන්‍යයෙන් ඇස්තමේන්තු කර ඇත්තේ:
මෙහි \(\theta\) යනු සිද්ධි කෝණය වන අතර, s සහ p යන අනුපිටපත් විවිධ ධ්‍රැවීකරණයන් වෙත යොමු වේ33.
රූප සටහන 4 හි පෙන්වා ඇති පරිදි DLIP සැකසුම සඳහා සිදුවීම් තලය සාමාන්‍යයෙන් ස්ථානගත කිරීමේ වේදිකාවේ චලනයට ලම්බක වන බව සටහන් කළ යුතුය (ද්රව්ය සහ ක්‍රම කොටස බලන්න).එබැවින්, s-ධ්රැවීකරණය, රීතියක් ලෙස, වේදිකාවේ චලනයට සමාන්තර වන අතර, p-ධ්රැවීකරණය එයට ලම්බක වේ.සමීකරණයට අනුව.(1), s-ධ්රැවීකරණය සඳහා, පැතිරීමක් සහ LSFL-I සංඥාව කුඩා තරංග සංඛ්‍යා දෙසට මාරුවීමක් අපේක්ෂා කෙරේ.අගල් ගැඹුර වැඩි වන විට \(\theta\) සහ කෝණික පරාසය \(\theta \pm \delta \theta\) වැඩි වීම මෙයට හේතු වේ.මෙය Fig. 3ia,c,e හි LSFL-I මුදුන් සංසන්දනය කිරීමෙන් දැකිය හැක.
රූපයේ දැක්වෙන ප්රතිඵල අනුව.1c, LSFL\(_\mathrm {edge}\) රූපයේ අනුරූප PSD හි ද දෘශ්‍යමාන වේ.3ie.අත්තික්කා මත.3ig,h p-polarization සඳහා PSD පෙන්වයි.රත් වූ සහ උනුසුම් නොකළ සාම්පල අතර DLIP මුදුන්වල වෙනස වඩාත් කැපී පෙනේ.මෙම අවස්ථාවෙහිදී, LSFL-I වෙතින් ලැබෙන සංඥාව DLIP උච්චයේ ඉහළ හාර්මොනික්ස් සමඟ අතිච්ඡාදනය වන අතර, lasing තරංග ආයාමය ආසන්නයේ ඇති සංඥාවට එකතු වේ.
ප්රතිඵල වඩාත් විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කිරීම සඳහා, Fig. 3ii හි විවිධ උෂ්ණත්වවලදී DLIP රේඛීය උස ව්යාප්තියේ ස්පන්දන අතර ව්යුහාත්මක ගැඹුර සහ අතිච්ඡාදනය පෙන්වයි.DLIP ව්යුහයේ කේන්ද්‍රය වටා තනි තනි සිරස් උස පැතිකඩ දහයක් සාමාන්‍යකරණය කිරීමෙන් මතුපිට සිරස් උස පැතිකඩ ලබා ගන්නා ලදී.එක් එක් යොදන උෂ්ණත්වය සඳහා, වැඩිවන ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය සමඟ ව්යුහයේ ගැඹුර වැඩි වේ.රත් වූ නියැදියේ පැතිකඩ s-ධ්රැවීකරණය සඳහා 0.87 µm සහ p-ධ්රැවීකරණය සඳහා 1.06 µm හි මධ්යන්ය උච්ච-උච්ච (pvp) අගයන් සහිත කට්ට පෙන්වයි.ඊට වෙනස්ව, උනුසුම් නොකළ නියැදියේ s-ධ්රැවීකරණය සහ p-ධ්රැවීකරණය පිළිවෙළින් 1.75 µm සහ 2.33 µm pvp පෙන්වයි.අනුරූප pvp රූපයේ උස පැතිකඩෙහි දැක්වේ.3iiසෑම PvP සාමාන්‍යයක්ම තනි PvPs අටක් සාමාන්‍යයෙන් ගණනය කෙරේ.
මීට අමතරව, fig දී.3iig,h ස්ථානගත කිරීමේ පද්ධතියට සහ කට්ට චලනයට ලම්බකව p-ධ්රැවීකරණය උස ව්යාප්තිය පෙන්වයි.p-ධ්රැවීකරණයේ දිශාව 1.75 µm pvp හි s-ධ්රැවීකරණයට සාපේක්ෂව 2.33 µm හි තරමක් ඉහළ pvp ඇති බැවින් වලයේ ගැඹුරට ධනාත්මක බලපෑමක් ඇති කරයි.මෙය අනෙක් අතට ස්ථානගත කිරීමේ වේදිකා පද්ධතියේ කට්ට සහ චලනයට අනුරූප වේ.මෙම බලපෑම p-ධ්රැවීකරණයේ අවස්ථාවට සාපේක්ෂව s-ධ්‍රැවීකරණයේදී කුඩා ව්‍යුහයක් නිසා ඇති විය හැක (රූපය 2f,h බලන්න), එය ඊළඟ කොටසේ තවදුරටත් සාකච්ඡා කෙරේ.
සාකච්ඡාවේ අරමුණ වන්නේ රත් වූ සාම්පලවල ප්‍රධාන LIPS පන්තියේ (LSFL-I සිට LSFL-II දක්වා) වෙනස් වීම නිසා වල ගැඹුර අඩුවීම පැහැදිලි කිරීමයි.එබැවින් පහත ප්රශ්නවලට පිළිතුරු දෙන්න:
පළමු ප්රශ්නයට පිළිතුරු සැපයීම සඳහා, ඉවත් කිරීම අඩු කිරීම සඳහා වගකිව යුතු යාන්ත්රණ සලකා බැලීම අවශ්ය වේ.සාමාන්ය සිදුවීමකදී තනි ස්පන්දනයක් සඳහා, ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර මෙසේ විස්තර කළ හැකිය:
මෙහි \(\delta _{\mathrm {E}}\) යනු ශක්ති විනිවිද යාමේ ගැඹුර, \(\Phi\) සහ \(\Phi _{\mathrm {th}}\) යනු අවශෝෂණ චලිතය සහ Ablation fluence වේ එළිපත්ත, පිළිවෙලින්34.
ගණිතමය වශයෙන්, ශක්තියේ විපර්යාසය ලඝුගණක බලපෑමක් ඇති අතර, ශක්ති විනිවිද යාමේ ගැඹුර ඉවත් කිරීමේ ගැඹුරට ගුණ කිරීමේ බලපෑමක් ඇති කරයි.එම නිසා \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) තරම් චතුර වෙනස්වීම් \(\Delta z\) ට බලපාන්නේ නැත.කෙසේ වෙතත්, ප්‍රබල ඔක්සිකරණය (උදාහරණයක් ලෙස, ක්‍රෝමියම් ඔක්සයිඩ් සෑදීම හේතුවෙන්) Cr-Cr බන්ධනවලට සාපේක්ෂව ශක්තිමත් Cr-O35 බන්ධන ඇති කරයි, එමඟින් ඉවත් කිරීමේ සීමාව වැඩි කරයි.එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) තවදුරටත් සෑහීමකට පත් නොවේ, එය ශක්ති ප්‍රවාහ ඝනත්වය අඩු වීමත් සමඟ ක්ෂාල ගැඹුරේ ශීඝ්‍ර අඩුවීමක් ඇති කරයි.මීට අමතරව, ඔක්සිකරණ තත්ත්වය සහ LSFL-II කාලපරිච්ඡේදය අතර සහසම්බන්ධයක් දන්නා අතර, එය නැනෝ ව්‍යුහයේම වෙනස්වීම් සහ මතුපිට ඔක්සිකරණය හේතුවෙන් මතුපිට දෘශ්‍ය ගුණාංග මගින් පැහැදිලි කළ හැකිය30,35.එබැවින්, අවශෝෂණ ප්රවාහයේ නිවැරදි මතුපිට ව්යාප්තිය \(\Phi\) ව්යුහාත්මක කාලපරිච්ඡේදය සහ ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ ඝනකම අතර අන්තර් ක්රියාකාරිත්වයේ සංකීර්ණ ගතිකතාවයන් නිසාය.කාලසීමාව අනුව, ක්ෂේත්‍රයේ තියුණු වැඩිවීමක්, පෘෂ්ඨීය ප්ලාස්මොන් උද්දීපනය, අසාමාන්‍ය ආලෝක සංක්‍රමණය හෝ විසිරීම 17,19,20,21 හේතුවෙන් අවශෝෂණය කරන ලද ශක්ති ප්රවාහයේ ව්‍යාප්තියට නැනෝ ව්‍යුහය දැඩි ලෙස බලපායි.එබැවින්, \(\Phi\) පෘෂ්ඨය ආසන්නයේ දැඩි ලෙස සමජාතීය වන අතර, \(\ඩෙල්ටා _ {E}\) බොහෝ විට එක් අවශෝෂණ සංගුණකයක් සමඟ තවදුරටත් කළ නොහැක \(\alpha = \delta _{\mathrm {opt}} ^ { -1} \ආසන්න \delta _{\mathrm {E}}^{-1}\) සම්පූර්ණ මතුපිටට ආසන්න පරිමාව සඳහා.ඔක්සයිඩ් පටලයේ ඝනකම බොහෝ දුරට ඝණීකරණ කාලය [26] මත රඳා පවතින බැවින්, නාමකරණ බලපෑම නියැදි උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී.පරිපූරක ද්රව්යයේ S1 රූපයේ දැක්වෙන දෘශ්‍ය ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි මගින් දෘශ්‍ය ගුණාංගවල වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරයි.
මෙම බලපෑම් 1d,e සහ 2b,c සහ 3(ii)b,d,f හි කුඩා මතුපිට ව්‍යුහයන් සම්බන්ධයෙන් නොගැඹුරු අගල් ගැඹුර අර්ධ වශයෙන් පැහැදිලි කරයි.
LSFL-II අර්ධ සන්නායක, පාර විද්‍යුත් සහ ඔක්සිකරණයට ලක්වන ද්රව්ය14,29,30,36,37 මත සාදනු ලැබේ.අවසාන අවස්ථාවේ දී, මතුපිට ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ ඝණකම විශේෂයෙන් වැදගත් වේ30.සිදු කරන ලද EDX විශ්ලේෂණය මඟින් ව්‍යුහගත මතුපිට මතුපිට ඔක්සයිඩ සෑදීම අනාවරණය විය.මේ අනුව, උනුසුම් නොකළ සාම්පල සඳහා, වායුමය අංශු අර්ධ වශයෙන් සෑදීමට සහ අර්ධ වශයෙන් මතුපිට ඔක්සයිඩ සෑදීමට පරිසර ඔක්සිජන් දායක වන බව පෙනේ.මෙම සංසිද්ධි දෙකම මෙම ක්රියාවලිය සඳහා සැලකිය යුතු දායකත්වයක් සපයයි.ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, රත් වූ සාම්පල සඳහා, විවිධ ඔක්සිකරණ අවස්ථා වල ලෝහ ඔක්සයිඩ (SiO\(_{\mathrm {2}}\), Cr\(_{\mathrm {n}} \)O\(_{\mathrm { m}}\ ), Fe\(_{\mathrm {n}}\)O\(_{\mathrm {m}}\), NiO, etc.) පක්ෂව 38 පැහැදිලිය.අවශ්ය ඔක්සයිඩ් ස්ථරයට අමතරව, උප තරංග ආයාම රළුබව, ප්‍රධාන වශයෙන් ඉහළ අවකාශීය සංඛ්‍යාත LIPSS (HSFL) පැවතීම, අවශ්ය උප තරංග ආයාම (d-type) තීව්රතා මාතයන්14,30 සැකසීමට අවශ්ය වේ.අවසාන LSFL-II තීව්රතා මාදිලිය HSFL විස්තාරය සහ ඔක්සයිඩ් ඝණකමෙහි ශ්‍රිතයකි.මෙම ප්‍රකාරයට හේතුව HSFL මගින් විසිරුණු ආලෝකයේ දුර-ක්ෂේත්‍ර මැදිහත්වීම් සහ ආලෝකය ද්රව්ය තුළට වර්තනය වී මතුපිට පාර විද්‍යුත් ද්රව්ය තුළ ප්‍රචාරණය වීමයි.පරිපූරක ද්රව්ය කොටසේ S2 රූපයේ මතුපිට රටාවේ කෙළවරේ SEM රූප පෙර පැවති HSFL පෙන්නුම් කරයි.මෙම බාහිර කලාපය HSFL සෑදීමට ඉඩ සලසන තීව්රතා ව්යාප්තියේ පරිධිය මගින් දුර්වල ලෙස බලපායි.තීව්රතා ව්යාප්තියේ සමමිතිය හේතුවෙන්, මෙම බලපෑම ස්කෑනිං දිශාව ඔස්සේ ද සිදු වේ.
නියැදි උණුසුම LSFL-II සෑදීමේ ක්‍රියාවලියට ආකාර කිහිපයකින් බලපායි.එක් අතකින්, නියැදි උෂ්ණත්වයේ වැඩි වීම \(T_\mathrm{s}\) උණු කළ ස්ථරයේ ඝනකමට වඩා ඝණීකරණ සහ සිසිලනය වීමේ වේගයට වඩා විශාල බලපෑමක් ඇති කරයි26.මේ අනුව, රත් වූ නියැදියක ද්රව අතුරුමුහුණත වැඩි කාලයක් අවට ඔක්සිජන් වලට නිරාවරණය වේ.මීට අමතරව, ප්රමාද වූ ඝණීකරණය ද්රව වානේ26 සමඟ ඔක්සිජන් සහ ඔක්සයිඩ් මිශ්ර කිරීම වැඩි කරන සංකීර්ණ සංවහන ක්රියාවලීන් වර්ධනය කිරීමට ඉඩ සලසයි.මෙය විසරණයෙන් පමණක් සෑදෙන ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ ඝනකම සංසන්දනය කිරීමෙන් පෙන්නුම් කළ හැක (\(\Lambda _\mathrm {diff}=\sqrt{D~\times ~t_\mathrm {s}}~\le ~15\) nm) අනුරූප කැටි ගැසීමේ කාලය \(t_\mathrm {s}~\le ~200\) ns, සහ විසරණ සංගුණකය \(D~\le\) 10\(^{-5}\) cm\(^ 2 \ )/ s) LSFL-II සෑදීමේදී සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි ඝනකමක් නිරීක්ෂණය වී හෝ අවශ්ය විය.අනෙක් අතට, උණුසුම HSFL ගොඩනැගීමට ද බලපාන අතර එබැවින් LSFL-II d-type intensity mode වෙත සංක්‍රමණය වීමට අවශ්ය විසිරුම් වස්තු.මතුපිටට යටින් සිරවී ඇති නැනෝවොයිඩ් නිරාවරණයෙන් ඇඟවෙන්නේ HSFL39 සෑදීමට ඔවුන්ගේ මැදිහත්වීමයි.අවශ්ය අධි සංඛ්‍යාත ආවර්තිතා තීව්රතා රටා14,17,19,29 හේතුවෙන් මෙම දෝෂ HSFL හි විද්‍යුත් චුම්භක සම්භවය නියෝජනය කළ හැක.මීට අමතරව, මෙම ජනනය කරන ලද තීව්රතා මාතයන් නැනෝවොයිඩ් විශාල සංඛ්‍යාවක් සමඟ වඩාත් ඒකාකාරී වේ19.මේ අනුව, \(T_\mathrm{s}\) වැඩි වන විට ස්ඵටික දෝෂවල ගතිකතාවයේ වෙනස් වීම මගින් HSFL වැඩි වීමේ සිදුවීමට හේතුව පැහැදිලි කළ හැක.
සිලිකන් සිසිලන අනුපාතය සහජ අන්තර් අන්තරාල අධි සන්තෘප්තිය සඳහා ප්‍රධාන පරාමිතියක් වන අතර එමඟින් අවතැන්වීම් 40,41 ගොඩනැගීමත් සමඟ ලක්ෂ්ය දෝෂ සමුච්චය වීම සඳහා මෑතකදී පෙන්වා දී ඇත.පිරිසිදු ලෝහවල අණුක ගතික සමාකරණ මගින් පෙන්නුම් කර ඇත්තේ සීඝ්‍ර ප්‍රතිස්ඵටිකීකරණයේදී පුරප්පාඩු අධි සන්තෘප්ත වන අතර එම නිසා ලෝහවල පුරප්පාඩු සමුච්චය වීම සමාන ආකාරයකින් සිදු වේ42,43,44.මීට අමතරව, රිදී පිළිබඳ මෑත පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයන් ලක්ෂ්ය දෝෂ සමුච්චය වීම හේතුවෙන් හිස් හා පොකුරු සෑදීමේ යාන්ත්‍රණය කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇත.එබැවින්, නියැදියේ උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම \(T_\mathrm {s}\) සහ, ඒ අනුව, සිසිලන වේගය අඩුවීම, HSFL හි න්‍යෂ්ටි වන හිස් තැනීමට බලපෑ හැකිය.
පුරප්පාඩු කුහර සඳහා අවශ්ය පූර්වගාමීන් වන අතර එබැවින් HSFL නම්, නියැදි උෂ්ණත්වය \(T_s\) බලපෑම් දෙකක් තිබිය යුතුය.එක් අතකින්, \(T_s\) නැවත ස්ඵටිකීකරණ අනුපාතයට බලපාන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, වර්ධනය වූ ස්ඵටිකයේ ලක්ෂ්ය දෝෂ (පුරප්පාඩු සාන්ද්රණය) සාන්ද්රණයට බලපායි.අනෙක් අතට, එය ඝන වීමෙන් පසු සිසිලන වේගයට ද බලපාන අතර, එමගින් ස්ඵටික 40,41 හි ලක්ෂ්ය දෝෂවල විසරණයට බලපායි.මීට අමතරව, ඝණීකරණ අනුපාතය ස්ඵටිකරූපී දිශානතිය මත රඳා පවතින අතර, ලක්ෂ්ය දෝෂයන් 42,43 හි විසරණය වන පරිදි, එය බෙහෙවින් ඇනිසොට්රොපික් වේ.මෙම ප්‍රස්තුතයට අනුව, ද්රව්යයේ ඇනිසොට්රොපික් ප්‍රතිචාරය හේතුවෙන්, ආලෝකයේ සහ පදාර්ථයේ අන්තර්ක්‍රියා අනිසෝට්‍රොපික් බවට පත් වන අතර, එමඟින් මෙම නියතිවාදී ආවර්තිතා ශක්තිය මුදා හැරීම වැඩි කරයි.බහු ස්ඵටික ද්රව්ය සඳහා, මෙම හැසිරීම තනි ධාන්ය ප්රමාණයෙන් සීමා කළ හැක.ඇත්ත වශයෙන්ම, LIPSS ගොඩනැගීම ධාන්ය දිශානතිය මත පදනම්ව පෙන්නුම් කර ඇත46,47.එබැවින්, ස්ඵටිකීකරණ අනුපාතය මත නියැදි උෂ්ණත්වයේ \(T_s\) බලපෑම ධාන්ය දිශානතියේ බලපෑම තරම් ශක්තිමත් නොවිය හැක.මේ අනුව, විවිධ ධාන්යවල විවිධ ස්ඵටික විද්‍යාත්මක දිශානතිය පිළිවෙලින් HSFL හෝ LSFL-II හි හිස් තැන් වැඩි වීම සහ එකතු කිරීම සඳහා විභව පැහැදිලි කිරීමක් සපයයි.
මෙම කල්පිතයේ ආරම්භක ඇඟවීම් පැහැදිලි කිරීම සඳහා, මතුපිටට ආසන්න ධාන්ය සෑදීම හෙළිදරව් කිරීම සඳහා අමු සාම්පල කැටයම් කරන ලදී.අත්තික්කා වල ධාන්ය සංසන්දනය කිරීම.S3 අතිරේක ද්රව්යයේ පෙන්වා ඇත.මීට අමතරව, LSFL-I සහ LSFL-II රත් වූ සාම්පල මත කණ්ඩායම් වශයෙන් පෙනී සිටියේය.මෙම පොකුරු වල ප්රමාණය සහ ජ්යාමිතිය ධාන්ය ප්රමාණයට අනුරූප වේ.
එපමනක් නොව, HSFL එහි සංවහන සම්භවය හේතුවෙන් අඩු ප්‍රවාහ ඝනත්වයේ පටු පරාසයක පමණක් සිදු වේ.එබැවින්, අත්හදා බැලීම් වලදී, මෙය බොහෝ විට සිදු වන්නේ කදම්භ පැතිකඩෙහි පරිධියේ පමණි.එබැවින්, HSFL සෑදී ඇත්තේ ඔක්සිකරණය නොවූ හෝ දුර්වල ලෙස ඔක්සිකරණය වූ පෘෂ්ඨ මත වන අතර, එය ප්‍රතිකාර කරන ලද සහ ප්‍රතිකාර නොකළ සාම්පලවල ඔක්සයිඩ් කොටස් සංසන්දනය කිරීමේදී පැහැදිලි විය (වගුව නැවත ටැබය බලන්න: උදාහරණය).ඔක්සයිඩ් ස්ථරය ප්‍රධාන වශයෙන් ලේසර් මගින් ප්‍රේරණය වන බවට උපකල්පනය මෙය සනාථ කරයි.
අන්තර් ස්පන්දන ප්‍රතිපෝෂණය හේතුවෙන් LIPSS සෑදීම සාමාන්‍යයෙන් ස්පන්දන ගණන මත රඳා පවතින බැවින්, ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය වැඩි වන විට HSFL විශාල ව්‍යුහයන් මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැක19.අඩු නිත්‍ය HSFL ප්රතිඵලයක් ලෙස LSFL-II සෑදීම සඳහා අවශ්ය අඩු නිත්‍ය තීව්රතා රටාවක් (d-mode) ඇතිවේ.එබැවින්, \(o_\mathrm {p}\) හි අතිච්ඡාදනය වැඩි වන විට (de සිට Fig. 1 බලන්න), LSFL-II හි විධිමත් බව අඩු වේ.
මෙම අධ්‍යයනයෙන් ලේසර් ව්‍යුහගත DLIP ප්‍රතිකාර කරන ලද මල නොබැඳෙන වානේවල මතුපිට රූප විද්යාව මත උපස්ථර උෂ්ණත්වයේ බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී.උපස්ථරය 21 සිට 250°C දක්වා රත් කිරීම මගින් s-ධ්‍රැවීකරණයේදී 1.75 සිට 0.87 µm දක්වා සහ p-ධ්‍රැවීකරණයේදී 2.33 සිට 1.06 µm දක්වා අවශෝෂණ ගැඹුර අඩුවීමට හේතු වන බව සොයාගෙන ඇත.මෙම අඩුවීම වැඩි නියැදි උෂ්ණත්වයකදී ලේසර් ප්රේරිත පෘෂ්ඨ ඔක්සයිඩ් ස්ථරයක් සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති LSFL-I සිට LSFL-II දක්වා LIPSS වර්ගය වෙනස් වීම නිසාය.මීට අමතරව, ඔක්සිකරණය වැඩි වීම හේතුවෙන් LSFL-II එළිපත්ත ප්‍රවාහය වැඩි කළ හැක.ඉහළ ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය, සාමාන්ය ශක්ති ඝනත්වය සහ සාමාන්ය පුනරාවර්තන අනුපාතය සහිත මෙම තාක්‍ෂණික පද්ධතිය තුළ, LSFL-II සිදුවීම නියැදි උණුසුම නිසා ඇති වන විස්ථාපන ගතිකයේ වෙනස්වීම මගින් ද තීරණය වේ යැයි උපකල්පනය කෙරේ.LSFL-II හි එක්රැස්වීම ධාන්ය දිශානතිය මත යැපෙන නැනෝයිඩ් සෑදීම නිසා ඇති වන බවට උපකල්පනය කර ඇති අතර, එය LSFL-II හි පූර්වගාමියා ලෙස HSFL වෙත යොමු කරයි.මීට අමතරව, ව්යුහාත්මක කාලපරිච්ඡේදය සහ ව්යුහාත්මක කාලපරිච්ඡේදයේ කලාප පළල මත ධ්රැවීකරණයේ දිශාවෙහි බලපෑම අධ්යයනය කෙරේ.ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර අනුව DLIP ක්රියාවලිය සඳහා p-ධ්රැවීකරණය වඩාත් කාර්යක්ෂම බව පෙනී යයි.සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම අධ්යයනය මඟින් අභිරුචි කළ මතුපිට රටා නිර්මාණය කිරීම සඳහා DLIP ඉවත් කිරීමේ ගැඹුර පාලනය කිරීමට සහ ප්‍රශස්ත කිරීමට ක්රියාවලි පරාමිතීන් සමූහයක් අනාවරණය කරයි.අවසාන වශයෙන්, LSFL-I සිට LSFL-II දක්වා සංක්‍රමණය සම්පූර්ණයෙන්ම තාපයෙන් ධාවනය වන අතර තාප ගොඩනැගීම වැඩි වීම හේතුවෙන් නිරන්තර ස්පන්දන අතිච්ඡාදනය වීමත් සමඟ පුනරාවර්තන අනුපාතයෙහි කුඩා වැඩිවීමක් අපේක්ෂා කෙරේ.මෙම සියලු අංශ DLIP ක්රියාවලිය පුළුල් කිරීමේ ඉදිරි අභියෝගයට අදාළ වේ, උදාහරණයක් ලෙස බහුඅස්‍ර ස්කෑනිං පද්ධති භාවිතය හරහා.තාපය ගොඩනැගීම අවම කිරීම සඳහා, පහත උපාය මාර්ගය අනුගමනය කළ හැක: බහුඅස්‍ර ස්කෑනරයේ ස්කෑනිං වේගය හැකිතාක් ඉහළ තබා ගන්න, විශාල ලේසර් ලප ප්රමාණයෙන් ප්‍රයෝජන ගන්න, ස්කෑනිං දිශාවට විකලාංග, සහ ප්‍රශස්ත ඉවත් කිරීම භාවිතා කරන්න.fluence 28. මීට අමතරව, මෙම අදහස් DLIP භාවිතයෙන් උසස් මතුපිට ක්‍රියාකාරීත්වය සඳහා සංකීර්ණ ධූරාවලි භූ විෂමතා නිර්මාණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, විද්‍යුත් පොලිෂ් කරන ලද මල නොබැඳෙන වානේ තහඩු (X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304) 0.8 මි.මී.මතුපිටින් කිසියම් අපවිත්‍ර ද්රව්ය ඉවත් කිරීම සඳහා, ලේසර් ප්‍රතිකාරයට පෙර සාම්පල එතනෝල් සමඟ ප්‍රවේශමෙන් සෝදා ඇත (එතනෝල් නිරපේක්ෂ සාන්ද්රණය \(\ge\) 99.9%).
DLIP සැකසුම රූප සටහන 4 හි පෙන්වා ඇත. නියැදි 532 nm තරංග ආයාමයක් සහ 50 MHz උපරිම පුනරාවර්තන අනුපාතයක් සහිත 12 ps අල්ට්‍රාෂෝට් ස්පන්දිත ලේසර් ප්‍රභවයකින් සමන්විත DLIP පද්ධතියක් භාවිතයෙන් සාදන ලදී.කදම්භ ශක්තියේ අවකාශීය ව්යාප්තිය Gaussian වේ.නියැදිය මත රේඛීය ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කිරීම සඳහා විෙශේෂෙයන් නිර්මාණය කරන ලද දෘශ්‍ය විද්යාව ද්විත්ව කදම්භ අන්තර් ෆෙරොමිතික වින්‍යාසයක් සපයයි.100 mm නාභීය දුරක් සහිත කාචයක් 6.8\(^\circ\) ස්ථාවර කෝණයකින් මතුපිටට අතිරේක ලේසර් කිරණ දෙකක් අධිස්ථාපනය කරයි, එමඟින් 4.5 µm පමණ අවකාශීය කාලයක් ලබා දේ.පර්යේෂණාත්මක සැකසුම පිළිබඳ වැඩි විස්තර වෙනත් තැනකින් සොයා ගත හැක50.
ලේසර් සැකසීමට පෙර, නියැදිය යම් උෂ්ණත්වයක තාපන තහඩුවක් මත තබා ඇත.තාපන තහඩුවේ උෂ්ණත්වය 21 සහ 250 ° C ලෙස සකසා ඇත.සියලුම අත්හදා බැලීම් වලදී, දෘශ්‍ය විද්‍යාවේ දූවිලි තැන්පත් වීම වැළැක්වීම සඳහා පිටාර උපාංගයක් සමඟ සම්පීඩිත වාතයේ තීර්යක් ජෙට් එකක් භාවිතා කරන ලදී.ව්‍යුහගත කිරීමේදී නියැදිය ස්ථානගත කිරීම සඳහා x,y අදියර පද්ධතියක් සකසා ඇත.
පිළිවෙලින් 99.0 සිට 99.67 \(\%\) ස්පන්දන අතර අතිච්ඡාදනය ලබා ගැනීම සඳහා ස්ථානගත කිරීමේ අදියර පද්ධතියේ වේගය 66 සිට 200 mm/s දක්වා වෙනස් විය.සෑම අවස්ථාවකදීම, පුනරාවර්තන අනුපාතය 200 kHz ලෙස ස්ථාවර කර ඇති අතර, සාමාන්ය බලය 4 W වන අතර, එය 20 μJ ස්පන්දනයකට ශක්තියක් ලබා දුන්නේය.DLIP අත්හදා බැලීමේ දී භාවිතා කරන ලද කදම්භ විෂ්කම්භය 100 µm පමණ වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස උපරිම ලේසර් ශක්ති ඝනත්වය 0.5 J/cm\(^{2}\) වේ.ඒකක ප්‍රදේශයකට මුදා හරින ලද සම්පූර්ණ ශක්තිය යනු \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0 \(\%\), 100 J/cm සඳහා 50 J/cm\(^2\) ට අනුරූප වන උපරිම සමුච්චිත චලිතයයි. \(^2\) සඳහා \(o_{\mathrm {p))\)=99.5\(\%\) සහ 150 J/cm\(^2\) \(o_{ \mathrm {p} }\) ) = 99.67 \(\%\).ලේසර් කදම්භයේ ධ්රැවීකරණය වෙනස් කිරීමට \(\lambda\)/2 තහඩුව භාවිතා කරන්න.භාවිතා කරන සෑම පරාමිති කට්ටලයක් සඳහාම, ආසන්න වශයෙන් 35 × 5 mm\(^{2}\) ප්‍රදේශයක් නියැදියේ වයනය කර ඇත.සියලුම ව්‍යුහගත අත්හදා බැලීම් කාර්මික යෙදීම් සහතික කිරීම සඳහා පරිසර තත්ත්ව යටතේ සිදු කරන ලදී.
සාම්පලවල රූප විද්යාව 50x විශාලනයකින් සහ පිළිවෙළින් 170 nm සහ 3 nm හි දෘශ්‍ය සහ සිරස් විභේදනයක් සහිත confocal අන්වීක්ෂයක් භාවිතයෙන් පරීක්ෂා කරන ලදී.එකතු කරන ලද භූලක්ෂණ දත්ත පසුව මතුපිට විශ්ලේෂණ මෘදුකාංග භාවිතයෙන් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී.ISO 1661051 අනුව භූමි දත්ත වලින් පැතිකඩ උපුටා ගන්න.
6.0 kV ක වේගවත් වෝල්ටීයතාවයකින් ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයක් භාවිතයෙන් සාම්පල ද සංලක්ෂිත විය.සාම්පලවල මතුපිට රසායනික සංයුතිය 15 kV ක වේගවත් වෝල්ටීයතාවයකින් බලශක්ති-විසරණ X-ray වර්ණාවලීක්ෂ (EDS) ඇමුණුමක් භාවිතයෙන් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී.මීට අමතරව, සාම්පලවල ක්ෂුද්‍ර ව්යුහයේ කැටිති රූප විද්යාව තීරණය කිරීම සඳහා 50x අරමුණක් සහිත දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කරන ලදී. ඊට පෙර, සාම්පල හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය සහ 15-20 \(\%\) සහ 1\( නයිට්‍රික් අම්ලය සාන්ද්රණය සහිත මල නොබැඳෙන වානේ පැල්ලමක මිනිත්තු පහක් සඳහා 50 \(^\circ\)C නියත උෂ්ණත්වයකදී කැටයම් කරන ලදී. -<\)5 \(\%\), පිළිවෙලින්. ඊට පෙර, සාම්පල හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය සහ 15-20 \(\%\) සහ 1\( නයිට්‍රික් අම්ලය සාන්ද්රණය සහිත මල නොබැඳෙන වානේ පැල්ලමක මිනිත්තු පහක් සඳහා 50 \(^\circ\)C නියත උෂ්ණත්වයකදී කැටයම් කරන ලදී. -<\)5 \(\%\), පිළිවෙලින්. පෙරෙඩ් එටිම් ඔබ්‍රසීස් ට්‍රැවිලි ප්‍රි පොස්ටොයාන්නොයි ටෙම්ප්‍රටියුරේ 50 \(^\ පරිව\)සස් වී ටෙක්නික් ප්‍රයිටිස් ට්‍රැවිල් соляной и азотной кислотами концентрацией 15-20 \(\%\) සහ 1\( -<\)5 \( \%\) соответственно. ඊට පෙර, සාම්පල 15-20 \(\%\) සහ 1\( සාන්ද්‍රණයක් සහිත හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් සහ නයිට්‍රික් අම්ල සහිත මල නොබැඳෙන වානේ තීන්තවල මිනිත්තු පහක් සඳහා 50 \(^\circ\)C නියත උෂ්ණත්වයකදී කැටයම් කරන ලදී. -<\)5 \( \%\) පිළිවෙලින්.在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C 的恒温蚀刻五分钟，盐酸麔分钟，盐酸麔分钟，专和1\( -<\)5 \ (\%\),分别。.在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C (\%\)，分别。ඊට පෙර, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් සහ නයිට්‍රික් අම්ල 15-20 \(\%\) සහ 1 සාන්ද්‍රණයක් සහිත මල නොබැඳෙන වානේ සඳහා පැල්ලම් ද්‍රාවණයක 50 \(^\circ\)C නියත උෂ්ණත්වයකදී සාම්පල විනාඩි පහක් අච්චාරු දමන ලදී. \.(-<\)5 \ (\%\) соответственно. (-<\)5 \ (\%\) පිළිවෙලින්.
(1) ලේසර් කදම්භයක්, (2) \(\lambda\)/2 තහඩුවක්, (3) නිශ්චිත දෘශ්‍ය වින්‍යාසයක් සහිත DLIP හිසක් ඇතුළුව, කදම්භ දෙකක DLIP සැකසුමක පර්යේෂණාත්මක සැකසුමේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන, (4 ) උණුසුම් තහඩුවක්, (5) හරස් තරලයක් , (6) x,y ස්ථානගත කිරීමේ පියවර සහ (7) මල නොබැඳෙන වානේ නිදර්ශක.වම් පසින් රතු පැහැයෙන් රවුම් කර ඇති අධිබලැති බාල්ක දෙකක්, \(2\theta\) කෝණවල (s- සහ p-ධ්රැවීකරණය යන දෙකම ඇතුළුව) නියැදිය මත රේඛීය ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කරයි.
වත්මන් අධ්‍යයනයේදී භාවිතා කරන ලද සහ/හෝ විශ්ලේෂණය කරන ලද දත්ත කට්ටල සාධාරණ ඉල්ලීමක් මත අදාළ කතුවරුන්ගෙන් ලබා ගත හැකිය.
පසු කාලය: ජනවාරි-07-2023