Tale relazione descrive l'uso di un sistema di fuoriserie effettuare la deposizione di film spessi aerosol granato di ittrio ferro su substrati di zaffiro a RT. I film depositati sono caratterizzate con microscopia elettronica a scansione, profilometria, e la risonanza ferromagnetica per dare un quadro rappresentativo delle capacità della tecnica.
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Articolo metodologico
La formazione di spesse Dense ittrio ferro Garnet Films Utilizzando Aerosol Deposizione
In questo articolo
Sommario
Abstract
Aerosol deposizione (AD) è un processo di deposizione a film spesso in grado di produrre strati fino a diverse centinaia di micrometri di spessore con densità maggiore del 95% della massa. Il vantaggio principale di AD è che la deposizione avviene interamente a temperatura ambiente; permettendo così la crescita pellicola in sistemi materiali con temperature di fusione diverse. Tale relazione descrive in dettaglio le fasi di lavorazione per la preparazione della polvere e per l'esecuzione AD utilizzando il sistema di misura. Risultati della caratterizzazione rappresentativi sono presentati da microscopio elettronico a scansione, profilometria, e risonanza ferromagnetica per film cresciuti in questo sistema. Come un quadro rappresentativo delle capacità del sistema, l'attenzione viene data ad un campione prodotta a seguito della messa a punto del protocollo e sistema descritto. I risultati indicano che questo sistema può depositare successo 11 micron film spessi ferro ittrio granato pari> 90% della densità di massa durante una singola 5 min deposizione run. Viene fornita una discussione dei metodi per permettere un migliore controllo del aerosol e particelle selezione per migliorare spessore e variazioni rugosità del film.
Introduzione
Aerosol deposizione (AD) è un processo di deposizione a film spesso in grado di produrre strati fino a diverse centinaia di micrometri di spessore con densità maggiore del 95% della massa 1. Il processo di deposizione si crede che avvenga attraverso un processo continuo di impatto, frattura o deformazione, adesione, e addensamento delle particelle. La figura 1 illustra questo processo come una serie di passi che mostrano impatto delle particelle e densificazione su diversi passaggi. Come mostrato, le particelle si muovono verso il substrato con una velocità tipica di 100-500 m / sec. Poiché l'impatto particelle iniziali con il substrat....
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Protocollo
1. polvere Preparazione
- Setacciare come-ricevuta di ittrio granato ferro (YIG) in polvere per ottenere 100-150 g di agglomerati di dimensioni inferiori 53 micron.
- Posizionare la polvere setacciata in una fornace ad asciugare per almeno 24 ore ad una temperatura superiore a 300 ° C.
2. Preparazione del supporto
- Pulire un substrato di dimensione desiderata, ad esempio da 3 mm x 3 mm, utilizzando acetone poi isopropanolo. Asciugare con azoto.
3. Esecuzione Aerosol Deposizione
- Montare il campione per la fase di montaggio di traduzione.
- Metter....
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Risultati
Dopo la deposizione è stata completata, i substrati rivestiti vengono rimossi dalla camera di deposizione e ispezionati utilizzando un microscopio stereo ottico. I campioni sono tipicamente spazzolati e lavati con isopropanolo per rimuovere l'eccesso di polvere rimasta durante ri-pressurizzazione all'atmosfera. Film caratterizzazione è stata effettuata sui risultati rappresentativi qui presentati utilizzando la microscopia elettronica a scansione per valutare la morfologia della pellicola, profilometria per valu.......
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Discussione
L'immagine SEM di Figura 4 indica che la frattura significativa e densificazione si verificano durante il processo di deposizione. L'immagine è catturata della superficie superiore della pellicola, che mostra un piccolo numero di vuoti e cereali. La regione osservabile è l'ultima del materiale da depositare e quindi non beneficiare dell'ulteriore processo impatto e addensamento delle particelle successivi come illustrato da impatto dalla particella 2 e 3 della figura 1. .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
SDJ ringrazia il sostegno della American Association for Engineering Education / NRL Postdoctoral Fellowship Program, le discussioni con Konrad Bussmann (NRL) e Mingzhong Wu (Colorado State University) sulle proprietà magnetiche dei materiali, e Ron Holm (NRL) per la sua parte in la progettazione e realizzazione del sistema AD NRL.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Spettrometro a risonanza ferromagnetica Spettrometro | a scansione www.bruker.com/ | 9,5 GHz | |
| Microscopio elettronico a scansione | www.zeiss.com | LEO Supra 55 | |
| Profilometro | www.kla-tencor.com/ | Stereomicroscopio D-120 | |
| www.microscopes.com | Stereomicroscopio Omano | Utilizzato per l'ispezione direttamente dopo la rimozione dalla camera di deposizione | |
| biadesivo in rame | www.2spi.com | 05085A-AB | o altri adesivi |
| Guanti da esame in nitrile | www.fishersci.com | 19-130-1597D | |
| 2-propanolo | www.fishersci.com | A451SK-4 | |
| Acetone | www.fishersci.com | A11-1 | |
| Polvere di granato ferro ittrio | www.trans-techinc.com/ | La | polvere è realizzata su misura su ordinazione e macinata secondo le specifiche |
| Cucchiaio in acciaio inossidabile | www.fishersci.com | 14-429E | Utilizzato per la raccolta e il trasferimento della polvere |
| Barche di allumina | www.coorstek.com/ | 65580 | |
| Forno di essiccazione | www.paragonweb.com | forno ceramico KM14 | Il forno è collegato all'aria durante l'essiccazione |
| Setacci per polvere | www.advantechmfg.com/ | 270SS8F | È necessaria una selezione di aperture a rete per setacciare da grandi a dimensioni target |
| Azoto gassoso ad altissima purezza | www.praxairdirect.com | NI 5.0UH-3K | Utilizzato come mezzo per aerosol. |
| Qualità della respirazione dell'aria | www.praxairdirect.com | AI BR-4KN | Utilizzato all'interno del forno durante l'essiccazione |
| Bilancia da laboratorio | www.balances.com/ | Sartorius ED224S Bilancia da laboratorio | Utilizzata per pesare |
| wafer di zaffiro | www.pmoptics.com/ | PWSP-313211 |
Riferimenti
- Akedo, J. Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices. J. of Therm. Spray tech. 17, 181(2008).
- Hahn, B. D., Park, D. -S., Choi, J. -J., Ryu, J.
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Ristampe e permessi
