Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি সীমিত CSS সমর্থন সহ একটি ব্রাউজার সংস্করণ ব্যবহার করছেন।সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷উপরন্তু, চলমান সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়া সাইট দেখাই।
একবারে তিনটি স্লাইডের একটি ক্যারোজেল প্রদর্শন করে৷একবারে তিনটি স্লাইডের মধ্য দিয়ে যেতে পূর্ববর্তী এবং পরবর্তী বোতামগুলি ব্যবহার করুন, অথবা একটি সময়ে তিনটি স্লাইডের মধ্য দিয়ে যেতে শেষে স্লাইডার বোতামগুলি ব্যবহার করুন৷
লেজার-প্ররোচিত পর্যায়ক্রমিক পৃষ্ঠ কাঠামো (LIPSS) এর সাথে মিলিত ডাইরেক্ট লেজার ইন্টারফারেন্স (DLIP) বিভিন্ন উপকরণের জন্য কার্যকরী পৃষ্ঠ তৈরি করতে দেয়।প্রক্রিয়াটির থ্রুপুট সাধারণত উচ্চ গড় লেজার শক্তি ব্যবহার করে বৃদ্ধি করা হয়।যাইহোক, এটি তাপ সঞ্চয়ের দিকে পরিচালিত করে, যা ফলস্বরূপ পৃষ্ঠের প্যাটার্নের রুক্ষতা এবং আকৃতিকে প্রভাবিত করে।অতএব, গড়া উপাদানগুলির আকারবিদ্যার উপর সাবস্ট্রেট তাপমাত্রার প্রভাব বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।এই সমীক্ষায়, ইস্পাত পৃষ্ঠটি 532 এনএম-এ পিএস-ডিএলআইপি সহ লাইন-প্যাটার্নযুক্ত ছিল।ফলস্বরূপ টপোগ্রাফিতে সাবস্ট্রেট তাপমাত্রার প্রভাব তদন্ত করতে, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে একটি হিটিং প্লেট ব্যবহার করা হয়েছিল।250 \(^{\circ }\)С তে উত্তাপের ফলে গঠিত কাঠামোর গভীরতা 2.33 থেকে 1.06 µm পর্যন্ত উল্লেখযোগ্য হ্রাস পেয়েছে।এই হ্রাস সাবস্ট্রেট শস্যের স্থিতিবিন্যাস এবং লেজার-প্ররোচিত পৃষ্ঠের অক্সিডেশনের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন ধরণের LIPSS-এর উপস্থিতির সাথে যুক্ত ছিল।এই অধ্যয়নটি সাবস্ট্রেট তাপমাত্রার শক্তিশালী প্রভাব দেখায়, যা তাপ সঞ্চয়ের প্রভাব তৈরি করতে উচ্চ গড় লেজার শক্তিতে পৃষ্ঠের চিকিত্সা করার সময়ও প্রত্যাশিত হয়।
আল্ট্রাশর্ট পালস লেজার ইরেডিয়েশনের উপর ভিত্তি করে সারফেস ট্রিটমেন্ট পদ্ধতিগুলি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রাসঙ্গিক উপাদানগুলির পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার ক্ষমতার কারণে বিজ্ঞান ও শিল্পের অগ্রভাগে রয়েছে।বিশেষ করে, লেজার-প্ররোচিত কাস্টম সারফেস কার্যকারিতা শিল্প সেক্টরের একটি বিস্তৃত পরিসর এবং অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি 1,2,3 জুড়ে অত্যাধুনিক।উদাহরণস্বরূপ, Vercillo et al.অ্যান্টি-আইসিং বৈশিষ্ট্যগুলি লেজার-প্ররোচিত সুপারহাইড্রোফোবিসিটির উপর ভিত্তি করে মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য টাইটানিয়াম অ্যালয়েতে প্রদর্শিত হয়েছে।এপারলেইন এট আল রিপোর্ট করেছেন যে লেজার পৃষ্ঠের কাঠামোর দ্বারা উত্পাদিত ন্যানোসাইজড বৈশিষ্ট্যগুলি ইস্পাত নমুনাগুলিতে বায়োফিল্ম বৃদ্ধি বা বাধাকে প্রভাবিত করতে পারে।উপরন্তু, Guai et al.এছাড়াও জৈব সৌর কোষের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য উন্নত.6 এইভাবে, লেজার স্ট্রাকচারিং পৃষ্ঠের উপাদান1 নিয়ন্ত্রিত বিলুপ্তির মাধ্যমে উচ্চ-রেজোলিউশনের কাঠামোগত উপাদান উত্পাদন করতে দেয়।
এই ধরনের পর্যায়ক্রমিক সারফেস স্ট্রাকচার তৈরির জন্য একটি উপযুক্ত লেজার স্ট্রাকচারিং কৌশল হল ডাইরেক্ট লেজার ইন্টারফারেন্স শেপিং (DLIP)।ডিএলআইপি মাইক্রোমিটার এবং ন্যানোমিটার পরিসরে বৈশিষ্ট্য সহ প্যাটার্নযুক্ত পৃষ্ঠতল গঠনের জন্য দুই বা ততোধিক লেজার বিমের কাছাকাছি-পৃষ্ঠের হস্তক্ষেপের উপর ভিত্তি করে।লেজার বিমের সংখ্যা এবং মেরুকরণের উপর নির্ভর করে, DLIP বিভিন্ন ধরণের টপোগ্রাফিক পৃষ্ঠের কাঠামো ডিজাইন এবং তৈরি করতে পারে।একটি প্রতিশ্রুতিশীল পদ্ধতি হল লেজার-প্ররোচিত পর্যায়ক্রমিক পৃষ্ঠ কাঠামো (LIPSS) এর সাথে DLIP কাঠামোকে একত্রিত করে একটি জটিল কাঠামোগত স্তরবিন্যাস 8,9,10,11,12 সহ একটি পৃষ্ঠের টপোগ্রাফি তৈরি করা।প্রকৃতিতে, এই শ্রেণীবিন্যাসগুলিকে একক-স্কেল মডেল 13 থেকে আরও ভাল কর্মক্ষমতা প্রদান করতে দেখানো হয়েছে।
LIPSS ফাংশন বিকিরণ তীব্রতা বন্টনের একটি ক্রমবর্ধমান কাছাকাছি-পৃষ্ঠের মডুলেশনের উপর ভিত্তি করে একটি স্ব-বর্ধিতকরণ প্রক্রিয়া (ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া) সাপেক্ষে।প্রয়োগকৃত লেজারের ডালের সংখ্যা 14, 15, 16 বৃদ্ধি পাওয়ায় ন্যানোরোফনেস বৃদ্ধির কারণে এটি ঘটে। মডুলেশনটি মূলত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের সাথে নির্গত তরঙ্গের হস্তক্ষেপের কারণে ঘটে বিক্ষিপ্ত তরঙ্গ উপাদান বা পৃষ্ঠ প্লাজমন।LIPSS এর গঠনও ডাল 22,23 এর সময় দ্বারা প্রভাবিত হয়।বিশেষ করে, উচ্চ উত্পাদনশীলতা পৃষ্ঠের চিকিত্সার জন্য উচ্চ গড় লেজার শক্তি অপরিহার্য।এর জন্য সাধারণত উচ্চ পুনরাবৃত্তি হার ব্যবহার করা প্রয়োজন, যেমন MHz পরিসরে।ফলস্বরূপ, লেজারের ডালগুলির মধ্যে সময় দূরত্ব কম, যা তাপ সঞ্চয়ের প্রভাব 23, 24, 25, 26 এর দিকে পরিচালিত করে। এই প্রভাবটি পৃষ্ঠের তাপমাত্রার সামগ্রিক বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে, যা লেজার বিবর্জনের সময় প্যাটার্নিং প্রক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
একটি পূর্ববর্তী কাজ, Rudenko et al.এবং Tzibidis et al.সংবহনমূলক কাঠামো গঠনের জন্য একটি প্রক্রিয়া আলোচনা করা হয়েছে, যা তাপ সঞ্চয় বৃদ্ধির সাথে সাথে 19,27 ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠতে হবে।উপরন্তু, Bauer et al.মাইক্রোন পৃষ্ঠের কাঠামোর সাথে তাপ সঞ্চয়ের সমালোচনামূলক পরিমাণের সাথে সম্পর্কযুক্ত করুন।এই তাপীয়ভাবে প্ররোচিত কাঠামো গঠন প্রক্রিয়া সত্ত্বেও, এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে প্রক্রিয়াটির উত্পাদনশীলতা কেবল পুনরাবৃত্তির হার 28 বাড়িয়ে উন্নত করা যেতে পারে।যদিও এটি, ঘুরে, তাপ সঞ্চয়স্থানে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ছাড়া অর্জন করা যায় না।অতএব, প্রক্রিয়া কৌশলগুলি যেগুলি একটি বহুস্তরীয় টপোলজি প্রদান করে সেগুলি প্রক্রিয়া গতিবিদ্যা এবং গঠন গঠন 9,12 পরিবর্তন না করে উচ্চতর পুনরাবৃত্তি হারে বহনযোগ্য হতে পারে না।এই বিষয়ে, স্তরের তাপমাত্রা কীভাবে ডিএলআইপি গঠন প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে তা তদন্ত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত যখন LIPSS এর একযোগে গঠনের কারণে স্তরযুক্ত পৃষ্ঠের নিদর্শন তৈরি করা হয়।
এই অধ্যয়নের লক্ষ্য ছিল পিএস ডাল ব্যবহার করে স্টেইনলেস স্টিলের DLIP প্রক্রিয়াকরণের সময় ফলস্বরূপ পৃষ্ঠের টপোগ্রাফির উপর স্তর তাপমাত্রার প্রভাব মূল্যায়ন করা।লেজার প্রক্রিয়াকরণের সময়, একটি হিটিং প্লেট ব্যবহার করে নমুনা সাবস্ট্রেটের তাপমাত্রা 250 \(^\circ\)C পর্যন্ত আনা হয়েছিল।ফলস্বরূপ পৃষ্ঠের কাঠামোগুলি কনফোকাল মাইক্রোস্কোপি, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি এবং শক্তি-বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে বর্ণালী ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হয়েছিল।
পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রথম সিরিজে, ইস্পাত স্তরটি 4.5 µm একটি স্থানিক সময়কাল এবং \(T_{\mathrm {s}}\) 21 \(^{\circ) এর একটি স্থানিক সময়ের সাথে একটি দ্বি-বীম DLIP কনফিগারেশন ব্যবহার করে প্রক্রিয়া করা হয়েছিল। }\)C, অতঃপর "unheated» পৃষ্ঠ হিসাবে উল্লেখ করা হয়.এই ক্ষেত্রে, পালস ওভারল্যাপ \(o_{\mathrm {p}}\) হল স্পট আকারের ফাংশন হিসাবে দুটি ডালের মধ্যে দূরত্ব।এটি 99.0% (প্রতি অবস্থানে 100 ডাল) থেকে 99.67% (প্রতি অবস্থানে 300 ডাল) পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়।সব ক্ষেত্রে, একটি সর্বোচ্চ শক্তি ঘনত্ব \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (হস্তক্ষেপ ছাড়াই একটি গাউসিয়ান সমতুল্যের জন্য) এবং একটি পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি f = 200 kHz ব্যবহার করা হয়েছিল।লেজার রশ্মির মেরুকরণের দিকটি পজিশনিং টেবিলের গতিবিধির সমান্তরাল (চিত্র 1a)), যা দ্বি-বীম হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন দ্বারা তৈরি রৈখিক জ্যামিতির দিকের সমান্তরাল।স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (SEM) ব্যবহার করে প্রাপ্ত কাঠামোর প্রতিনিধি চিত্রগুলি ডুমুরে দেখানো হয়েছে।1a–c.টপোগ্রাফির পরিপ্রেক্ষিতে এসইএম চিত্রগুলির বিশ্লেষণকে সমর্থন করার জন্য, ফুরিয়ার রূপান্তরগুলি (এফএফটি, অন্ধকার ইনসেটে দেখানো হয়েছে) মূল্যায়ন করা কাঠামোগুলিতে সঞ্চালিত হয়েছিল।সমস্ত ক্ষেত্রে, ফলস্বরূপ DLIP জ্যামিতি 4.5 µm এর স্থানিক সময়ের সাথে দৃশ্যমান ছিল।
ক্ষেত্রে \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% চিত্রের গাঢ় এলাকায়।1a, হস্তক্ষেপের সর্বাধিক অবস্থানের সাথে সামঞ্জস্য রেখে, কেউ ছোট সমান্তরাল কাঠামো ধারণকারী খাঁজগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারে।তারা একটি ন্যানো পার্টিকেল-সদৃশ টপোগ্রাফিতে আচ্ছাদিত উজ্জ্বল ব্যান্ডগুলির সাথে বিকল্প।কারণ খাঁজের মধ্যে সমান্তরাল কাঠামো লেজার রশ্মির মেরুকরণের জন্য লম্ব বলে মনে হয় এবং এর একটি সময়কাল রয়েছে \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) 418\(\pm 65\) nm, সামান্য লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে কম \(\lambda\) (532 nm) কম স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি (LSFL-I)15,18 সহ LIPSS বলা যেতে পারে।LSFL-I FFT, “s” বিক্ষিপ্ত 15,20-এ একটি তথাকথিত s-টাইপ সংকেত তৈরি করে।অতএব, সংকেতটি শক্তিশালী কেন্দ্রীয় উল্লম্ব উপাদানের সাথে লম্ব, যা ঘুরে DLIP গঠন দ্বারা উত্পন্ন হয় (\(\Lambda _{\mathrm {DLIP}}\) \(\prox\) 4.5 µm)।FFT চিত্রে DLIP প্যাটার্নের রৈখিক কাঠামোর দ্বারা উত্পন্ন সংকেতকে "DLIP-টাইপ" হিসাবে উল্লেখ করা হয়।
DLIP ব্যবহার করে তৈরি পৃষ্ঠের কাঠামোর SEM চিত্র।সর্বোচ্চ শক্তির ঘনত্ব হল \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (কোলাহলহীন গাউসিয়ান সমতুল্যের জন্য) এবং পুনরাবৃত্তির হার f = 200 kHz।চিত্রগুলি নমুনা তাপমাত্রা, মেরুকরণ এবং ওভারলে দেখায়।স্থানীয়করণ পর্বের গতিবিধি (a) এ একটি কালো তীর দিয়ে চিহ্নিত করা হয়েছে।কালো ইনসেটটি 37.25\(\times\)37.25 µm SEM চিত্র থেকে প্রাপ্ত সংশ্লিষ্ট FFT দেখায় (তরঙ্গভেক্টর \(\vec {k}\cdot (2\pi)^ {-1}\) = 200 না হওয়া পর্যন্ত দেখানো হয়েছে nm)।প্রক্রিয়া পরামিতি প্রতিটি চিত্রে নির্দেশিত হয়.
চিত্র 1 এ আরও খোঁজ করলে, আপনি দেখতে পাবেন যে \(o_{\mathrm {p}}\) ওভারল্যাপ বাড়ার সাথে সাথে সিগমায়েড সংকেত FFT এর x-অক্ষের দিকে আরও ঘনীভূত হয়।বাকি LSFL-I আরও সমান্তরাল হতে থাকে।উপরন্তু, s-টাইপ সংকেতের আপেক্ষিক তীব্রতা হ্রাস পেয়েছে এবং ডিএলআইপি-টাইপ সংকেতের তীব্রতা বৃদ্ধি পেয়েছে।এটি আরও ওভারল্যাপ সহ ক্রমবর্ধমান উচ্চারিত পরিখার কারণে।এছাড়াও, টাইপ s এবং কেন্দ্রের মধ্যে x-অক্ষের সংকেত অবশ্যই LSFL-I এর মতো একই অভিযোজন সহ একটি কাঠামো থেকে আসতে হবে তবে একটি দীর্ঘ সময়ের সাথে (\(\Lambda _\mathrm {b}\) \(\prox \ ) 1.4 ± 0.2 µm) চিত্র 1c এ দেখানো হয়েছে)।অতএব, ধারণা করা হয় যে তাদের গঠন পরিখার কেন্দ্রে গর্তের একটি প্যাটার্ন।নতুন বৈশিষ্ট্যটি অর্ডিনেটের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে (বড় তরঙ্গসংখ্যা) উপস্থিত হয়।সংকেতটি পরিখার ঢালে সমান্তরাল ঢেউ থেকে আসে, সম্ভবত ঘটনার হস্তক্ষেপ এবং ঢালে সামনের দিকে-প্রতিফলিত আলোর কারণে 9,14।নিম্নলিখিত, এই তরঙ্গগুলি LSFL \ (_ \ mathrm {edge} \), এবং তাদের সংকেত - টাইপ -s \ (_ {\mathrm {p)) \) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
পরবর্তী পরীক্ষায়, নমুনার তাপমাত্রা তথাকথিত "উত্তপ্ত" পৃষ্ঠের অধীনে 250 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত আনা হয়েছিল।পূর্ববর্তী বিভাগে উল্লিখিত পরীক্ষাগুলির মতো একই প্রক্রিয়াকরণ কৌশল অনুসারে কাঠামো তৈরি করা হয়েছিল (ডুমুর। 1a–1c)।SEM চিত্রগুলি চিত্র 1d–f-এ দেখানো ফলস্বরূপ টপোগ্রাফি চিত্রিত করে।নমুনাটিকে 250 C-তে গরম করার ফলে LSFL-এর চেহারা বৃদ্ধি পায়, যার দিকটি লেজার মেরুকরণের সমান্তরাল।এই কাঠামোগুলিকে LSFL-II হিসাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে এবং এর একটি স্থানিক সময়কাল থাকে \(\Lambda _\mathrm {LSFL-II}\) 247 ± 35 nm।উচ্চ মোড ফ্রিকোয়েন্সির কারণে LSFL-II সংকেত FFT-এ প্রদর্শিত হয় না।যেহেতু \(o_{\mathrm {p}}\) 99.0 থেকে বেড়ে 99.67\(\%\) (চিত্র 1d–e), উজ্জ্বল ব্যান্ড অঞ্চলের প্রস্থ বৃদ্ধি পেয়েছে, যার ফলে একটি DLIP সংকেত দেখা দিয়েছে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির চেয়ে বেশি।তরঙ্গসংখ্যা (নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি) এবং এইভাবে FFT এর কেন্দ্রের দিকে সরে যায়।চিত্র 1d-এ গর্তের সারিগুলি LSFL-I22,27-এর লম্বভাবে গঠিত তথাকথিত খাঁজের অগ্রদূত হতে পারে।উপরন্তু, LSFL-II খাটো এবং অনিয়মিত আকারে পরিণত হয়েছে বলে মনে হচ্ছে।আরও উল্লেখ্য যে ন্যানোগ্রেইন আকারবিদ্যা সহ উজ্জ্বল ব্যান্ডগুলির গড় আকার এই ক্ষেত্রে ছোট।উপরন্তু, এই ন্যানো পার্টিকেলগুলির আকার বন্টন গরম না করে কম বিচ্ছুরিত (বা কম কণার সমষ্টির দিকে পরিচালিত করে) হতে দেখা গেছে।গুণগতভাবে, এটি যথাক্রমে 1a, d বা b, e, চিত্রগুলির তুলনা করে মূল্যায়ন করা যেতে পারে।
যেহেতু ওভারল্যাপ \(o_{\mathrm {p}}\) আরও বেড়ে 99.67% (চিত্র 1f), ক্রমবর্ধমান সুস্পষ্ট furrows এর কারণে একটি স্বতন্ত্র টপোগ্রাফি ধীরে ধীরে আবির্ভূত হয়েছে।যাইহোক, এই খাঁজগুলি চিত্র 1c-এর তুলনায় কম সাজানো এবং কম গভীর দেখায়।ছবির আলো এবং অন্ধকার এলাকার মধ্যে কম বৈসাদৃশ্য গুণমানে দেখা যায়।এই ফলাফলগুলি সি-তে FFT-এর তুলনায় চিত্র 1f-এ FFT অর্ডিনেটের দুর্বল এবং আরও বিক্ষিপ্ত সংকেত দ্বারা সমর্থিত।চিত্র 1b এবং e তুলনা করার সময় গরম করার ক্ষেত্রে ছোট স্ট্রাইও স্পষ্ট ছিল, যা পরে কনফোকাল মাইক্রোস্কোপি দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল।
পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলি ছাড়াও, লেজার রশ্মির মেরুকরণ 90 \(^{\circ}\) দ্বারা ঘোরানো হয়েছিল, যার কারণে মেরুকরণের দিকটি অবস্থানের প্ল্যাটফর্মে লম্বভাবে সরানো হয়েছিল।ডুমুর উপর.2a-c কাঠামো গঠনের প্রাথমিক পর্যায় দেখায়, \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% তাপহীন (a), উত্তপ্ত (b) এবং উত্তপ্ত 90\(^{\ circ }\ ) - ক্ষেত্রে ঘূর্ণায়মান মেরুকরণ (c) সহ।কাঠামোর ন্যানোটোগ্রাফি কল্পনা করার জন্য, রঙিন স্কোয়ার দিয়ে চিহ্নিত এলাকাগুলি ডুমুরে দেখানো হয়েছে।2d, একটি বর্ধিত স্কেলে।
DLIP ব্যবহার করে তৈরি পৃষ্ঠের কাঠামোর SEM চিত্র।প্রক্রিয়া পরামিতি Fig.1 হিসাবে একই.চিত্রটি নমুনা তাপমাত্রা দেখায় \(T_s\), মেরুকরণ এবং পালস ওভারল্যাপ \(o_\mathrm {p}\)।কালো ইনসেট আবার সংশ্লিষ্ট ফুরিয়ার রূপান্তর দেখায়।(d)-(i) এর চিত্রগুলি হল (a)-(c)-এর চিহ্নিত এলাকার বিবর্ধন।
এই ক্ষেত্রে, এটি দেখা যায় যে চিত্র 2b,c-এর গাঢ় অঞ্চলের কাঠামোগুলি মেরুকরণ সংবেদনশীল এবং তাই LSFL-II14, 20, 29, 30 লেবেলযুক্ত। উল্লেখযোগ্যভাবে, LSFL-I-এর স্থিতিবিন্যাসও ঘোরানো হয়েছে ( চিত্র 2g, i), যা সংশ্লিষ্ট FFT-তে s-টাইপ সংকেতের দিকনির্দেশ থেকে দেখা যায়।LSFL-I পিরিয়ডের ব্যান্ডউইথ পিরিয়ড b-এর তুলনায় বড় দেখায়, এবং এর পরিসীমা চিত্র 2c-এ ছোট পিরিয়ডের দিকে স্থানান্তরিত হয়, যেমনটি আরও বিস্তৃত s-টাইপ সংকেত দ্বারা নির্দেশিত।এইভাবে, নিম্নোক্ত LSFL স্থানিক সময়কাল বিভিন্ন গরম তাপমাত্রায় নমুনায় লক্ষ্য করা যায়: \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 418\(\pm 65\) nm 21 ^{ \circ }\ )C (চিত্র 2a), \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 445\(~\pm\) 67 nm এবং \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-II }} \) = s মেরুকরণের জন্য 250°C (চিত্র 2b) এ 247 ± 35 nm।বিপরীতে, p-মেরুকরণের স্থানিক সময়কাল এবং 250 \(^{\circ }\)C সমান \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I))\) = 390\(\pm 55\) ) nm এবং \(\ Lambda_{\mathrm{LSFL-II}}\) = 265±35 nm (চিত্র 2c)।
উল্লেখযোগ্যভাবে, ফলাফলগুলি দেখায় যে শুধুমাত্র নমুনা তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে, পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা দুটি চরমের মধ্যে পরিবর্তন করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে (i) একটি পৃষ্ঠ যেখানে শুধুমাত্র LSFL-I উপাদান রয়েছে এবং (ii) LSFL-II দ্বারা আচ্ছাদিত একটি এলাকা।যেহেতু ধাতব পৃষ্ঠগুলিতে এই বিশেষ ধরনের LIPSS গঠনটি পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তরগুলির সাথে সম্পর্কিত, তাই শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে বিশ্লেষণ (EDX) করা হয়েছিল।সারণী 1 প্রাপ্ত ফলাফলের সংক্ষিপ্ত বিবরণ।প্রতিটি সংকল্প প্রক্রিয়াজাত নমুনার পৃষ্ঠের বিভিন্ন স্থানে কমপক্ষে চারটি বর্ণালী গড় করে বাহিত হয়।পরিমাপগুলি বিভিন্ন নমুনা তাপমাত্রা \(T_\mathrm{s}\) এবং অসংগঠিত বা কাঠামোবদ্ধ এলাকা ধারণকারী নমুনা পৃষ্ঠের বিভিন্ন অবস্থানে বাহিত হয়।পরিমাপগুলিতে গভীর অক্সিডাইজড স্তরগুলি সম্পর্কে তথ্য রয়েছে যা চিকিত্সা করা গলিত অঞ্চলের সরাসরি নীচে থাকে তবে EDX বিশ্লেষণের ইলেক্ট্রন অনুপ্রবেশ গভীরতার মধ্যে থাকে।যাইহোক, এটি লক্ষ করা উচিত যে EDX এর অক্সিজেনের পরিমাণ পরিমাপ করার ক্ষমতা সীমিত, তাই এখানে এই মানগুলি শুধুমাত্র একটি গুণগত মূল্যায়ন দিতে পারে।
নমুনাগুলির চিকিত্সা না করা অংশগুলি সমস্ত অপারেটিং তাপমাত্রায় উল্লেখযোগ্য পরিমাণে অক্সিজেন দেখায়নি।লেজার ট্রিটমেন্টের পর সব ক্ষেত্রেই অক্সিজেনের মাত্রা বেড়ে যায়।দুটি অপরিশোধিত নমুনার মধ্যে মৌলিক রচনার পার্থক্য বাণিজ্যিক ইস্পাত নমুনার জন্য প্রত্যাশিত ছিল এবং হাইড্রোকার্বন দূষণের কারণে AISI 304 স্টিলের জন্য প্রস্তুতকারকের ডেটা শীটের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর কার্বন মান পাওয়া গেছে।
খাঁজ বিমোচন গভীরতা হ্রাস এবং LSFL-I থেকে LSFL-II তে রূপান্তরের সম্ভাব্য কারণগুলি নিয়ে আলোচনা করার আগে, পাওয়ার স্পেকট্রাল ঘনত্ব (PSD) এবং উচ্চতা প্রোফাইলগুলি ব্যবহার করা হয়।
(i) ভূপৃষ্ঠের আধা-দ্বি-মাত্রিক নর্মালাইজড পাওয়ার স্পেকট্রাল ডেনসিটি (Q2D-PSD) চিত্র 1 এবং 2. 1 এবং 2-এ SEM চিত্র হিসাবে দেখানো হয়েছে। যেহেতু PSD স্বাভাবিক করা হয়েছে, যোগফল সংকেত হ্রাস হওয়া উচিত ধ্রুবক অংশের বৃদ্ধি হিসাবে বোঝা (k \(\le\) 0.7 µm\(^{-1}\), দেখানো হয়নি), অর্থাৎ মসৃণতা।(ii) অনুরূপ গড় পৃষ্ঠ উচ্চতা প্রোফাইল।নমুনা তাপমাত্রা \(T_s\), ওভারল্যাপ \(o_{\mathrm {p}}\), এবং পজিশনিং প্ল্যাটফর্ম মুভমেন্টের ওরিয়েন্টেশন \(\vec {v}\) সম্পর্কিত লেজার পোলারাইজেশন ই সমস্ত প্লটে দেখানো হয়েছে।
এসইএম চিত্রগুলির ছাপ পরিমাপ করার জন্য, x বা y দিকের সমস্ত এক-মাত্রিক (1D) পাওয়ার বর্ণালী ঘনত্ব (PSDs) গড় করে প্রতিটি প্যারামিটারের জন্য কমপক্ষে তিনটি SEM চিত্র থেকে একটি গড় স্বাভাবিক শক্তি বর্ণালী তৈরি করা হয়েছিল।সংশ্লিষ্ট গ্রাফটি চিত্র 3i-এ দেখানো হয়েছে যা সংকেতের ফ্রিকোয়েন্সি স্থানান্তর এবং বর্ণালীতে এর আপেক্ষিক অবদান দেখাচ্ছে।
ডুমুর উপর.3ia, c, e, DLIP শিখরটি \(k_{\mathrm {DLIP}}~=~2\pi\) (4.5 µm)\(^{-1}\) = 1.4 µm \ (^{-) এর কাছাকাছি বৃদ্ধি পায় 1}\) বা ওভারল্যাপ বাড়ার সাথে সাথে সংশ্লিষ্ট উচ্চ হারমোনিক্স \(o_{\mathrm {p))\)।মৌলিক প্রশস্ততা বৃদ্ধি এলআরআইবি কাঠামোর একটি শক্তিশালী বিকাশের সাথে যুক্ত ছিল।উচ্চ হারমোনিক্সের প্রশস্ততা ঢালের খাড়াতার সাথে বৃদ্ধি পায়।সীমাবদ্ধ কেস হিসাবে আয়তক্ষেত্রাকার ফাংশনগুলির জন্য, আনুমানিক সংখ্যক ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজন।অতএব, পিএসডি-তে 1.4 µm\(^{-1}\) এর আশেপাশের শিখর এবং সংশ্লিষ্ট হারমোনিক্সকে খাঁজের আকৃতির জন্য গুণমানের পরামিতি হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
বিপরীতে, চিত্র 3(i)b,d,f-তে দেখানো হয়েছে, উত্তপ্ত নমুনার PSD সংশ্লিষ্ট সুরে কম সংকেত সহ দুর্বল এবং বিস্তৃত শিখর দেখায়।উপরন্তু, ডুমুর মধ্যে.3(i)f দেখায় যে দ্বিতীয় সুরেলা সংকেত এমনকি মৌলিক সংকেত ছাড়িয়ে যায়।এটি উত্তপ্ত নমুনার আরও অনিয়মিত এবং কম উচ্চারিত DLIP গঠন প্রতিফলিত করে (\(T_s\) = 21\(^\circ\)C এর তুলনায়)।আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল ওভারল্যাপ \(o_{\mathrm {p}}\) বাড়ার সাথে সাথে LSFL-I সংকেত একটি ছোট তরঙ্গসংখ্যার (দীর্ঘ সময়কাল) দিকে স্থানান্তরিত হয়।এটি ডিএলআইপি মোডের প্রান্তগুলির বর্ধিত খাড়াতা এবং ঘটনার কোণ 14,33 এর সাথে সম্পর্কিত স্থানীয় বৃদ্ধি দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।এই প্রবণতা অনুসরণ করে, LSFL-I সংকেতের বিস্তৃতিও ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।খাড়া ঢালগুলি ছাড়াও, DLIP কাঠামোর নীচে এবং উপরে সমতল এলাকা রয়েছে, যা LSFL-I সময়কালের বিস্তৃত পরিসরের জন্য অনুমতি দেয়।অত্যন্ত শোষক পদার্থের জন্য, LSFL-I সময়কাল সাধারণত অনুমান করা হয়:
যেখানে \(\theta\) হল আপতনের কোণ, এবং সাবস্ক্রিপ্ট s এবং p বিভিন্ন মেরুকরণকে নির্দেশ করে33।
এটি লক্ষ করা উচিত যে একটি ডিএলআইপি সেটআপের জন্য ঘটনার সমতল সাধারণত পজিশনিং প্ল্যাটফর্মের গতিবিধির সাথে লম্ব হয়, যেমন চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে (উপাদান এবং পদ্ধতি বিভাগটি দেখুন)।অতএব, s-মেরুকরণ, একটি নিয়ম হিসাবে, মঞ্চের গতিবিধির সমান্তরাল, এবং p-মেরুকরণ এটির লম্ব।সমীকরণ অনুযায়ী।(1), s-মেরুকরণের জন্য, ছোট তরঙ্গসংখ্যার দিকে LSFL-I সংকেতের একটি বিস্তার এবং একটি স্থানান্তর প্রত্যাশিত।পরিখার গভীরতা বৃদ্ধির সাথে সাথে \(\theta\) এবং কৌণিক পরিসর \(\theta \pm \delta \theta\) বৃদ্ধির কারণে এটি ঘটে।এটি চিত্র 3ia,c,e-এ LSFL-I শিখরগুলির তুলনা করে দেখা যেতে পারে।
ডুমুর দেখানো ফলাফল অনুযায়ী.1c, LSFL\(_\mathrm {edge}\) ডুমুরের সংশ্লিষ্ট PSD-তেও দৃশ্যমান।3i.ডুমুর উপর.3ig,h পি-পোলারাইজেশনের জন্য PSD দেখায়।উত্তপ্ত এবং উত্তপ্ত নমুনার মধ্যে ডিএলআইপি শিখরগুলির পার্থক্য আরও স্পষ্ট।এই ক্ষেত্রে, LSFL-I থেকে সংকেত DLIP শিখরের উচ্চ হারমোনিক্সের সাথে ওভারল্যাপ করে, লেসিং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কাছাকাছি সংকেত যোগ করে।
ফলাফলগুলি আরও বিশদে আলোচনা করার জন্য, চিত্র 3ii বিভিন্ন তাপমাত্রায় DLIP রৈখিক উচ্চতা বিতরণের ডালের মধ্যে কাঠামোগত গভীরতা এবং ওভারল্যাপ দেখায়।DLIP কাঠামোর কেন্দ্রের চারপাশে দশটি পৃথক উল্লম্ব উচ্চতা প্রোফাইল গড় করে পৃষ্ঠের উল্লম্ব উচ্চতা প্রোফাইল প্রাপ্ত করা হয়েছিল।প্রতিটি প্রয়োগ করা তাপমাত্রার জন্য, ক্রমবর্ধমান পালস ওভারল্যাপের সাথে কাঠামোর গভীরতা বৃদ্ধি পায়।উত্তপ্ত নমুনার প্রোফাইলে s-পোলারাইজেশনের জন্য 0.87 µm গড় পিক-টু-পিক (pvp) মান সহ খাঁজ দেখায় এবং পি-পোলারাইজেশনের জন্য 1.06 µm।বিপরীতে, উত্তপ্ত নমুনার s-পোলারাইজেশন এবং পি-পোলারাইজেশন যথাক্রমে 1.75 µm এবং 2.33 µm পিভিপি দেখায়।সংশ্লিষ্ট pvp ডুমুরের উচ্চতা প্রোফাইলে চিত্রিত করা হয়েছে।3ii.প্রতিটি পিভিপি গড় আটটি একক পিভিপি গড় দ্বারা গণনা করা হয়।
উপরন্তু, ডুমুর মধ্যে.3iig,h পজিশনিং সিস্টেম এবং খাঁজ চলাচলের জন্য লম্বভাবে পি-পোলারাইজেশন উচ্চতা বন্টন দেখায়।পি-পোলারাইজেশনের দিকটি খাঁজের গভীরতার উপর একটি ইতিবাচক প্রভাব ফেলে কারণ এটি 1.75 μm pvp-এ s-পোলারাইজেশনের তুলনায় 2.33 µm-এ সামান্য বেশি pvp-এ পরিণত হয়।এটি ঘুরে ঘুরে পজিশনিং প্ল্যাটফর্ম সিস্টেমের খাঁজ এবং আন্দোলনের সাথে মিলে যায়।এই প্রভাবটি পি-পোলারাইজেশনের (চিত্র 2f,h দেখুন) তুলনায় s-মেরুকরণের ক্ষেত্রে একটি ছোট কাঠামোর কারণে হতে পারে, যা পরবর্তী বিভাগে আরও আলোচনা করা হবে।
আলোচনার উদ্দেশ্য হল উত্তপ্ত নমুনার ক্ষেত্রে প্রধান LIPS শ্রেণীর (LSFL-I থেকে LSFL-II) পরিবর্তনের কারণে খাঁজের গভীরতা হ্রাসের ব্যাখ্যা করা।সুতরাং নিম্নলিখিত প্রশ্নের উত্তর দিন:
প্রথম প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, বিলুপ্তির হ্রাসের জন্য দায়ী প্রক্রিয়াগুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন।সাধারণ ঘটনাতে একটি একক স্পন্দনের জন্য, বিলুপ্তির গভীরতা নিম্নরূপ বর্ণনা করা যেতে পারে:
যেখানে \(\delta _{\mathrm {E}}\) হল শক্তি অনুপ্রবেশের গভীরতা, \(\Phi\) এবং \(\Phi _{\mathrm {th}}\) হল শোষণের ফ্লুয়েন্স এবং অ্যাবলেশন ফ্লুয়েন্স থ্রেশহোল্ড, যথাক্রমে34।
গাণিতিকভাবে, শক্তির অনুপ্রবেশের গভীরতা বিলুপ্তির গভীরতার উপর একটি গুণগত প্রভাব ফেলে, যখন শক্তির পরিবর্তনের লগারিদমিক প্রভাব থাকে।সুতরাং ফ্লুয়েন্স পরিবর্তনগুলি \(\Delta z\) কে ততক্ষণ প্রভাবিত করে না যতক্ষণ \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\)।যাইহোক, শক্তিশালী অক্সিডেশন (উদাহরণস্বরূপ, ক্রোমিয়াম অক্সাইড তৈরির কারণে) Cr-Cr বন্ডের তুলনায় শক্তিশালী Cr-O35 বন্ডের দিকে নিয়ে যায়, যার ফলে বিলুপ্তির থ্রেশহোল্ড বৃদ্ধি পায়।ফলস্বরূপ, \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) আর সন্তুষ্ট নয়, যা শক্তি প্রবাহের ঘনত্ব হ্রাসের সাথে হ্রাসের গভীরতা দ্রুত হ্রাসের দিকে নিয়ে যায়।উপরন্তু, অক্সিডেশন অবস্থা এবং LSFL-II এর সময়ের মধ্যে একটি সম্পর্ক জানা যায়, যা ন্যানোস্ট্রাকচারের পরিবর্তন এবং পৃষ্ঠের অক্সিডেশন 30,35 দ্বারা সৃষ্ট পৃষ্ঠের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলির দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।অতএব, শোষণ ফ্লুয়েন্স \(\Phi\) এর সঠিক পৃষ্ঠ বন্টন কাঠামোগত সময়কাল এবং অক্সাইড স্তরের পুরুত্বের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার জটিল গতিবিদ্যার কারণে।সময়কালের উপর নির্ভর করে, ন্যানোস্ট্রাকচারটি ক্ষেত্রের একটি তীক্ষ্ণ বৃদ্ধি, পৃষ্ঠের প্লাজমনের উত্তেজনা, অসাধারণ আলো স্থানান্তর বা বিক্ষিপ্তকরণ 17,19,20,21 এর কারণে শোষিত শক্তি প্রবাহের বিতরণকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে।অতএব, \(\Phi\) পৃষ্ঠের কাছে দৃঢ়ভাবে একজাতীয়, এবং \(\delta _ {E}\) সম্ভবত একটি শোষণ সহগ দিয়ে আর সম্ভব নয় \(\alpha = \delta _{\mathrm {opt}} ^ { -1} \approx \delta _{\mathrm {E}}^{-1}\) সমগ্র কাছাকাছি-পৃষ্ঠের আয়তনের জন্য।যেহেতু অক্সাইড ফিল্মের বেধ মূলত দৃঢ়ীকরণ সময়ের উপর নির্ভর করে [২৬], তাই নামকরণের প্রভাব নমুনা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।পরিপূরক উপাদানের চিত্র S1-এ দেখানো অপটিক্যাল মাইক্রোগ্রাফগুলি অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন নির্দেশ করে।
এই প্রভাবগুলি আংশিকভাবে চিত্র 1d,e এবং 2b,c এবং 3(ii)b,d,f-এ ছোট পৃষ্ঠের কাঠামোর ক্ষেত্রে অগভীর পরিখার গভীরতা ব্যাখ্যা করে।
LSFL-II সেমিকন্ডাক্টর, ডাইলেক্ট্রিকস, এবং অক্সিডেশন প্রবণ পদার্থের উপর গঠিত হয় 14,29,30,36,37।পরবর্তী ক্ষেত্রে, পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তরের বেধ বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ30।EDX বিশ্লেষণটি কাঠামোগত পৃষ্ঠে পৃষ্ঠের অক্সাইডের গঠন প্রকাশ করেছে।এইভাবে, গরম না করা নমুনার জন্য, পরিবেষ্টিত অক্সিজেন গ্যাসীয় কণাগুলির আংশিক গঠনে এবং পৃষ্ঠের অক্সাইডগুলির আংশিক গঠনে অবদান রাখে বলে মনে হয়।উভয় ঘটনাই এই প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে।বিপরীতভাবে, উত্তপ্ত নমুনার জন্য, বিভিন্ন অক্সিডেশন অবস্থার ধাতব অক্সাইড (SiO\(_{\mathrm {2}}\), Cr\(_{\mathrm {n}} \)O\(_{\mathrm { m}}\ ), Fe\(_{\mathrm {n}}\)O\(_{\mathrm {m}}\), NiO, ইত্যাদি) পক্ষে 38 স্পষ্ট।প্রয়োজনীয় অক্সাইড স্তর ছাড়াও, সাবওয়েভেলংথ রুক্ষতার উপস্থিতি, প্রধানত উচ্চ স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি LIPSS (HSFL), প্রয়োজনীয় সাবওয়েভেলংথ (d-টাইপ) তীব্রতা মোড 14,30 গঠনের জন্য প্রয়োজনীয়।চূড়ান্ত LSFL-II তীব্রতা মোড হল HSFL প্রশস্ততা এবং অক্সাইড পুরুত্বের একটি ফাংশন।এই মোডের কারণ হল HSFL দ্বারা বিক্ষিপ্ত আলোর দূর-ক্ষেত্রের হস্তক্ষেপ এবং আলো উপাদানের মধ্যে প্রতিসৃত হয় এবং পৃষ্ঠের অস্তরক পদার্থের ভিতরে প্রচার করে 20,29,30।পরিপূরক উপাদান বিভাগে চিত্র S2-এ পৃষ্ঠের প্যাটার্নের প্রান্তের SEM চিত্রগুলি পূর্ব-বিদ্যমান HSFL-এর নির্দেশক৷এই বাইরের অঞ্চলটি দুর্বলভাবে তীব্রতা বিতরণের পরিধি দ্বারা প্রভাবিত হয়, যা HSFL গঠনের অনুমতি দেয়।তীব্রতা বিতরণের প্রতিসাম্যতার কারণে, এই প্রভাবটি স্ক্যানিং দিক বরাবরও ঘটে।
নমুনা গরম করা LSFL-II গঠন প্রক্রিয়াকে বিভিন্ন উপায়ে প্রভাবিত করে।একদিকে, নমুনা তাপমাত্রার বৃদ্ধি \(T_\mathrm{s}\) গলিত স্তরের পুরুত্বের তুলনায় দৃঢ়ীকরণ এবং শীতল হওয়ার হারের উপর অনেক বেশি প্রভাব ফেলে।এইভাবে, উত্তপ্ত নমুনার তরল ইন্টারফেসটি দীর্ঘ সময়ের জন্য পরিবেষ্টিত অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসে।উপরন্তু, বিলম্বিত দৃঢ়ীকরণ জটিল সংবহনশীল প্রক্রিয়াগুলির বিকাশের অনুমতি দেয় যা তরল ইস্পাতের সাথে অক্সিজেন এবং অক্সাইডের মিশ্রণ বাড়ায়।এটি শুধুমাত্র প্রসারণের মাধ্যমে গঠিত অক্সাইড স্তরের পুরুত্বের তুলনা করে প্রদর্শন করা যেতে পারে (\(\Lambda _\mathrm {diff}=\sqrt{D~\times ~t_\mathrm {s}}~\le ~15\) nm) সংশ্লিষ্ট জমাট বাঁধার সময় হল \(t_\mathrm {s}~\le ~200\) ns, এবং ডিফিউশন সহগ \(D~\le\) 10\(^{-5}\) cm\(^ 2 \ )/s) LSFL-II গঠনে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর বেধ পরিলক্ষিত হয়েছে বা প্রয়োজন হয়েছে30৷অন্যদিকে, উত্তাপ HSFL গঠনকেও প্রভাবিত করে এবং তাই LSFL-II ডি-টাইপ ইনটেনসিটি মোডে স্থানান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় বিক্ষিপ্ত বস্তুগুলিকে প্রভাবিত করে।পৃষ্ঠের নীচে আটকে থাকা ন্যানোভয়েডগুলির এক্সপোজার HSFL39 গঠনে তাদের জড়িত থাকার পরামর্শ দেয়।প্রয়োজনীয় উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পর্যায়ক্রমিক তীব্রতার নিদর্শন 14,17,19,29 এর কারণে এই ত্রুটিগুলি HSFL এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক উত্সকে প্রতিনিধিত্ব করতে পারে।উপরন্তু, এই উত্পন্ন তীব্রতা মোড ন্যানোভয়েড 19 এর একটি বড় সংখ্যার সাথে আরও অভিন্ন।এইভাবে, HSFL-এর ক্রমবর্ধমান ঘটনার কারণ \(T_\mathrm{s}\) বৃদ্ধির কারণে স্ফটিক ত্রুটিগুলির গতিবিদ্যার পরিবর্তন দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।
এটি সম্প্রতি দেখানো হয়েছে যে সিলিকনের শীতল হার অভ্যন্তরীণ ইন্টারস্টিশিয়াল সুপারস্যাচুরেশনের জন্য একটি মূল পরামিতি এবং এইভাবে স্থানচ্যুতি 40,41 গঠনের সাথে বিন্দু ত্রুটিগুলি জমা করার জন্য।বিশুদ্ধ ধাতুগুলির আণবিক গতিবিদ্যার সিমুলেশনগুলি দেখিয়েছে যে দ্রুত পুনঃপ্রতিস্থাপনের সময় শূন্যপদগুলি অতিস্যাচুরেট হয়ে যায়, এবং তাই ধাতুগুলিতে শূন্যপদগুলি একইভাবে এগিয়ে যায়42,43,44৷উপরন্তু, রৌপ্যের সাম্প্রতিক পরীক্ষামূলক অধ্যয়নগুলি বিন্দু ত্রুটিগুলি জমে যাওয়ার কারণে শূন্যতা এবং ক্লাস্টার গঠনের প্রক্রিয়ার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে।অতএব, নমুনার তাপমাত্রার বৃদ্ধি \(T_\mathrm {s}\) এবং ফলস্বরূপ, শীতল হওয়ার হার হ্রাস শূন্যস্থানের গঠনকে প্রভাবিত করতে পারে, যা HSFL এর নিউক্লিয়াস।
যদি শূন্যপদগুলি গহ্বরের প্রয়োজনীয় অগ্রদূত হয় এবং তাই HSFL, নমুনা তাপমাত্রা \(T_s\) এর দুটি প্রভাব থাকা উচিত।একদিকে, \(T_s\) পুনরায় ক্রিস্টালাইজেশনের হারকে প্রভাবিত করে এবং ফলস্বরূপ, বেড়ে ওঠা স্ফটিকের মধ্যে বিন্দু ত্রুটির ঘনত্ব (শূন্যতার ঘনত্ব)।অন্যদিকে, এটি দৃঢ়করণের পরে শীতল হওয়ার হারকেও প্রভাবিত করে, যার ফলে ক্রিস্টাল 40,41-এ বিন্দু ত্রুটিগুলির বিস্তারকে প্রভাবিত করে।উপরন্তু, দৃঢ়ীকরণ হার ক্রিস্টালোগ্রাফিক ওরিয়েন্টেশনের উপর নির্ভর করে এবং এইভাবে অত্যন্ত অ্যানিসোট্রপিক, যেমন বিন্দু ত্রুটির বিস্তার 42,43।এই ভিত্তি অনুসারে, উপাদানের অ্যানিসোট্রপিক প্রতিক্রিয়ার কারণে, আলো এবং পদার্থের মিথস্ক্রিয়া অ্যানিসোট্রপিক হয়ে যায়, যা ফলস্বরূপ শক্তির এই নির্ধারক পর্যায়ক্রমিক মুক্তিকে প্রশস্ত করে।পলিক্রিস্টালাইন উপকরণগুলির জন্য, এই আচরণটি একক শস্যের আকার দ্বারা সীমাবদ্ধ হতে পারে।প্রকৃতপক্ষে, LIPSS গঠন শস্য অভিযোজন 46,47 এর উপর নির্ভর করে প্রদর্শিত হয়েছে।অতএব, স্ফটিকের হারের উপর নমুনা তাপমাত্রা \(T_s\) এর প্রভাব শস্য অভিযোজনের প্রভাবের মতো শক্তিশালী নাও হতে পারে।এইভাবে, বিভিন্ন শস্যের বিভিন্ন ক্রিস্টালোগ্রাফিক অভিযোজন যথাক্রমে HSFL বা LSFL-II-এর শূন্যতা এবং সমষ্টি বৃদ্ধির জন্য একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা প্রদান করে।
এই অনুমানের প্রাথমিক ইঙ্গিতগুলি স্পষ্ট করার জন্য, কাঁচা নমুনাগুলি খোদাই করা হয়েছিল যাতে পৃষ্ঠের কাছাকাছি শস্য গঠন প্রকাশ করা হয়।ডুমুরে শস্যের তুলনা।S3 সম্পূরক উপাদান দেখানো হয়.উপরন্তু, LSFL-I এবং LSFL-II উত্তপ্ত নমুনাগুলিতে গ্রুপে উপস্থিত হয়েছিল।এই ক্লাস্টারগুলির আকার এবং জ্যামিতি শস্যের আকারের সাথে মিলে যায়।
তদুপরি, HSFL শুধুমাত্র সংকীর্ণ পরিসরে কম ফ্লাক্স ঘনত্বের মধ্যে দেখা যায় কারণ এর সংবহনমূলক উৎপত্তি 19,29,48।অতএব, পরীক্ষায়, এটি সম্ভবত শুধুমাত্র মরীচি প্রোফাইলের পরিধিতে ঘটে।অতএব, এইচএসএফএল অ-অক্সিডাইজড বা দুর্বলভাবে অক্সিডাইজড পৃষ্ঠের উপর গঠিত, যা চিকিত্সা করা এবং অপরিশোধিত নমুনার অক্সাইড ভগ্নাংশের তুলনা করার সময় স্পষ্ট হয়ে ওঠে (টেবিল রেফট্যাব: উদাহরণ দেখুন)।এটি এই ধারণাটিকে নিশ্চিত করে যে অক্সাইড স্তরটি মূলত লেজার দ্বারা প্ররোচিত হয়।
প্রদত্ত যে LIPSS গঠন সাধারণত আন্তঃ-পালস প্রতিক্রিয়ার কারণে ডালের সংখ্যার উপর নির্ভর করে, পালস ওভারল্যাপ 19 বৃদ্ধির সাথে সাথে HSFLগুলি বড় কাঠামো দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে।একটি কম নিয়মিত HSFL এর ফলে LSFL-II গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় কম নিয়মিত তীব্রতার প্যাটার্ন (d-মোড) তৈরি হয়।অতএব, \(o_\mathrm {p}\) এর ওভারল্যাপ বাড়ার সাথে সাথে (ডি থেকে চিত্র 1 দেখুন), LSFL-II এর নিয়মিততা হ্রাস পায়।
এই গবেষণায় লেজারের কাঠামোগত ডিএলআইপি চিকিত্সা করা স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠের আকারবিদ্যার উপর স্তর তাপমাত্রার প্রভাব তদন্ত করা হয়েছে।এটি পাওয়া গেছে যে 21 থেকে 250 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত সাবস্ট্রেটকে গরম করার ফলে s-পোলারাইজেশনে 1.75 থেকে 0.87 µm এবং p-পোলারাইজেশনে 2.33 থেকে 1.06 µm পর্যন্ত হ্রাসের গভীরতা হ্রাস পায়।এই হ্রাস LSFL-I থেকে LSFL-II-তে LIPSS প্রকারের পরিবর্তনের কারণে, যা উচ্চ নমুনা তাপমাত্রায় লেজার-প্ররোচিত পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তরের সাথে যুক্ত।উপরন্তু, LSFL-II বর্ধিত অক্সিডেশনের কারণে থ্রেশহোল্ড ফ্লাক্স বৃদ্ধি করতে পারে।এটা অনুমান করা হয় যে উচ্চ পালস ওভারল্যাপ, গড় শক্তির ঘনত্ব এবং গড় পুনরাবৃত্তি হার সহ এই প্রযুক্তিগত ব্যবস্থায়, LSFL-II-এর ঘটনাও নমুনা গরম করার কারণে স্থানচ্যুতি গতিবিদ্যার পরিবর্তন দ্বারা নির্ধারিত হয়।LSFL-II-এর সমষ্টি শস্য অভিযোজন-নির্ভর ন্যানোভয়েড গঠনের কারণে অনুমান করা হয়, যা HSFL-কে LSFL-II-এর অগ্রদূত হিসাবে নিয়ে যায়।এছাড়াও, কাঠামোগত সময়কালের উপর মেরুকরণের দিকের প্রভাব এবং কাঠামোগত সময়ের ব্যান্ডউইথ অধ্যয়ন করা হয়।দেখা যাচ্ছে যে পি-পোলারাইজেশন ডিএলআইপি প্রক্রিয়ার জন্য বিলুপ্তির গভীরতার ক্ষেত্রে আরও দক্ষ।সামগ্রিকভাবে, এই অধ্যয়নটি কাস্টমাইজড পৃষ্ঠ নিদর্শন তৈরি করতে ডিএলআইপি বিলোপের গভীরতা নিয়ন্ত্রণ এবং অপ্টিমাইজ করার জন্য প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির একটি সেট উন্মোচন করে।অবশেষে, LSFL-I থেকে LSFL-II তে রূপান্তর সম্পূর্ণরূপে তাপ চালিত এবং তাপ বৃদ্ধির কারণে স্থির পালস ওভারল্যাপের সাথে পুনরাবৃত্তির হারে সামান্য বৃদ্ধি প্রত্যাশিত।এই সমস্ত দিকগুলি ডিএলআইপি প্রক্রিয়া সম্প্রসারণের আসন্ন চ্যালেঞ্জের সাথে প্রাসঙ্গিক, উদাহরণস্বরূপ বহুভুজ স্ক্যানিং সিস্টেমগুলি49 ব্যবহারের মাধ্যমে।তাপ বিল্ডআপ কমাতে, নিম্নলিখিত কৌশল অনুসরণ করা যেতে পারে: বহুভুজ স্ক্যানারের স্ক্যানিং গতি যতটা সম্ভব উচ্চ রাখুন, বৃহত্তর লেজার স্পট সাইজের সুবিধা নিয়ে, স্ক্যান করার দিক থেকে অর্থোগোনাল, এবং সর্বোত্তম অ্যাবলেশন ব্যবহার করুন।ফ্লুয়েন্স 28. উপরন্তু, এই ধারনাগুলি DLIP ব্যবহার করে উন্নত সারফেস ফাংশনালাইজেশনের জন্য জটিল হায়ারার্কিক্যাল টপোগ্রাফি তৈরির অনুমতি দেয়।
এই গবেষণায়, ইলেক্ট্রোপলিশড স্টেইনলেস স্টিল প্লেট (X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304) 0.8 মিমি পুরু ব্যবহার করা হয়েছিল।পৃষ্ঠ থেকে কোনো দূষক অপসারণ করতে, লেজার চিকিত্সার আগে নমুনাগুলিকে সাবধানে ইথানল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল (ইথানলের পরম ঘনত্ব \(\ge\) 99.9%)।
DLIP সেটিং চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে। নমুনাগুলি 532 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং 50 MHz এর সর্বাধিক পুনরাবৃত্তি হার সহ একটি 12 ps আল্ট্রাশর্ট স্পন্দিত লেজার উত্স দিয়ে সজ্জিত একটি DLIP সিস্টেম ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল।মরীচি শক্তির স্থানিক বন্টন হল গাউসিয়ান।বিশেষভাবে ডিজাইন করা অপটিক্স নমুনায় রৈখিক কাঠামো তৈরি করতে একটি ডুয়াল-বিম ইন্টারফেরোমেট্রিক কনফিগারেশন প্রদান করে।100 মিমি ফোকাল দৈর্ঘ্যের একটি লেন্স 6.8\(^\circ\) এর একটি নির্দিষ্ট কোণে পৃষ্ঠে দুটি অতিরিক্ত লেজার রশ্মিকে সুপারইম্পোজ করে, যা প্রায় 4.5 µm একটি স্থানিক সময় দেয়।পরীক্ষামূলক সেটআপ সম্পর্কে আরও তথ্য অন্যত্র 50 পাওয়া যাবে।
লেজার প্রক্রিয়াকরণের আগে, নমুনা একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি হিটিং প্লেটে স্থাপন করা হয়।হিটিং প্লেটের তাপমাত্রা 21 এবং 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সেট করা হয়েছিল।সমস্ত পরীক্ষায়, অপটিক্সে ধুলো জমা রোধ করতে একটি নিষ্কাশন ডিভাইসের সাথে সংকুচিত বাতাসের একটি ট্রান্সভার্স জেট ব্যবহার করা হয়েছিল।গঠনের সময় নমুনা অবস্থানের জন্য একটি x, y স্টেজ সিস্টেম সেট আপ করা হয়।
যথাক্রমে 99.0 থেকে 99.67 \(\%\) ডালের মধ্যে একটি ওভারল্যাপ পেতে পজিশনিং স্টেজ সিস্টেমের গতি 66 থেকে 200 মিমি/সেকেন্ডের মধ্যে পরিবর্তিত হয়েছিল।সমস্ত ক্ষেত্রে, পুনরাবৃত্তির হার 200 kHz এ স্থির করা হয়েছিল, এবং গড় শক্তি ছিল 4 W, যা 20 μJ এর নাড়ি প্রতি শক্তি দেয়।DLIP পরীক্ষায় ব্যবহৃত রশ্মির ব্যাস প্রায় 100 µm, এবং ফলস্বরূপ শিখর লেজার শক্তির ঘনত্ব হল 0.5 J/cm\(^{2}\)।প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রফলের মোট নির্গত শক্তি হল সর্বোচ্চ ক্রমবর্ধমান ফ্লুয়েন্স যা 50 J/cm\(^2\) এর জন্য \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0 \(\%\), 100 J/cm \(^2\) \(o_{\mathrm {p))\)=99.5\(\%\) এবং 150 J/cm\(^2\) এর জন্য \(o_{ \mathrm {p} }\ ) = 99.67 \(\%\)।লেজার বিমের মেরুকরণ পরিবর্তন করতে \(\lambda\)/2 প্লেট ব্যবহার করুন।ব্যবহৃত প্যারামিটারের প্রতিটি সেটের জন্য, নমুনায় আনুমানিক 35 × 5 মিমি\(^{2}\) ক্ষেত্রফল টেক্সচার করা হয়।সমস্ত কাঠামোগত পরীক্ষাগুলি শিল্প প্রযোজ্যতা নিশ্চিত করার জন্য পরিবেষ্টিত অবস্থার অধীনে পরিচালিত হয়েছিল।
নমুনার আকারবিদ্যা একটি 50x ম্যাগনিফিকেশন এবং যথাক্রমে 170 nm এবং 3 nm এর একটি অপটিক্যাল এবং উল্লম্ব রেজোলিউশন সহ একটি কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হয়েছিল।সংগৃহীত টপোগ্রাফিক ডেটা তখন পৃষ্ঠ বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল।ISO 1661051 অনুযায়ী ভূখণ্ডের ডেটা থেকে প্রোফাইলগুলি বের করুন৷
নমুনাগুলিকে 6.0 কেভির ত্বরিত ভোল্টেজে একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হয়েছিল।নমুনার পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠন একটি শক্তি-বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDS) সংযুক্তি ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল 15 kV এর ত্বরণশীল ভোল্টেজে।এছাড়াও, নমুনাগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারের দানাদার রূপবিদ্যা নির্ধারণ করতে 50x উদ্দেশ্য সহ একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করা হয়েছিল। তার আগে, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিডের ঘনত্ব 15-20 \(\%\) এবং 1\( সহ একটি স্টেইনলেস স্টিলের দাগে পাঁচ মিনিটের জন্য 50 \(^\circ\)C তাপমাত্রায় নমুনাগুলি খোদাই করা হয়েছিল। -<\)5 \(\%\), যথাক্রমে। তার আগে, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিডের ঘনত্ব 15-20 \(\%\) এবং 1\( সহ একটি স্টেইনলেস স্টিলের দাগে পাঁচ মিনিটের জন্য 50 \(^\circ\)C তাপমাত্রায় নমুনাগুলি খোদাই করা হয়েছিল। -<\)5 \(\%\), যথাক্রমে। Перед этим образцы травили при постоянной температуре 50 \(^\circ\)С в течение пяти минут в краске из нержавейайной температуре лотами концентрацией 15-20 \(\%\) এবং 1\( -<\)5 \( \%\) соответственно তার আগে, নমুনাগুলিকে 50 \(^\circ\)C এর একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় 15-20 \(\%\) এবং 1\( ঘনত্ব সহ হাইড্রোক্লোরিক এবং নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে স্টেইনলেস স্টিলের রঙে পাঁচ মিনিটের জন্য খোদাই করা হয়েছিল। -<\)5 \( \%\) যথাক্রমে।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，盐酸和 分钟，盐酸和硝酒%(1%)(1%) \)5 \ (\%\), 分别।在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C (\%\), 分别।এর আগে, হাইড্রোক্লোরিক এবং নাইট্রিক অ্যাসিড 15-20 \(\%\) এবং 1 এর ঘনত্ব সহ স্টেইনলেস স্টিলের জন্য একটি স্টেইনিং দ্রবণে 50 \(^\circ\)C এর ধ্রুবক তাপমাত্রায় পাঁচ মিনিটের জন্য নমুনাগুলি আচার করা হয়েছিল। \(-<\)5 \ (\%\) соответственно (-<\)5 \ (\%\) যথাক্রমে।
দুই-বিম DLIP সেটআপের পরীক্ষামূলক সেটআপের পরিকল্পিত চিত্র, যার মধ্যে রয়েছে (1) একটি লেজার রশ্মি, (2) একটি \(\lambda\)/2 প্লেট, (3) একটি নির্দিষ্ট অপটিক্যাল কনফিগারেশন সহ একটি DLIP হেড, (4) ) একটি হট প্লেট, (5) একটি ক্রস-ফ্লুইডিক , (6) x,y পজিশনিং স্টেপ এবং (7) স্টেইনলেস স্টিলের নমুনা।দুটি সুপারইম্পোজড বিম, বাম দিকে লাল বৃত্তাকারে, নমুনার উপর \(2\theta\) কোণে রৈখিক কাঠামো তৈরি করে (s- এবং p-পোলারাইজেশন উভয়ই সহ)।
বর্তমান গবেষণায় ব্যবহৃত এবং/অথবা বিশ্লেষণ করা ডেটাসেটগুলি যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকদের কাছ থেকে পাওয়া যায়।
পোস্টের সময়: জানুয়ারি-০৭-২০২৩