Grazzi talli żort Nature.com.Qed tuża verżjoni tal-browser b'appoġġ limitat CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Juri karużell ta' tliet slides f'daqqa.Uża l-buttuni Preċedenti u Li jmiss biex timxi minn tliet slides kull darba, jew uża l-buttuni slider fl-aħħar biex timxi minn tliet slides kull darba.
L-interferenza diretta tal-laser (DLIP) flimkien ma 'struttura perjodika tal-wiċċ indotta bil-lejżer (LIPSS) tippermetti l-ħolqien ta' uċuħ funzjonali għal diversi materjali.It-throughput tal-proċess normalment jiżdied bl-użu ta 'qawwa medja tal-laser ogħla.Madankollu, dan iwassal għall-akkumulazzjoni tas-sħana, li taffettwa l-ħruxija u l-forma tal-mudell tal-wiċċ li jirriżulta.Għalhekk, huwa meħtieġ li tiġi studjata fid-dettall l-influwenza tat-temperatura tas-sottostrat fuq il-morfoloġija tal-elementi fabbrikati.F'dan l-istudju, il-wiċċ ta 'l-azzar kien disinjat b'linja b'ps-DLIP f'532 nm.Biex tinvestiga l-effett tat-temperatura tas-sottostrat fuq it-topografija li tirriżulta, intużat pjanċa tat-tisħin biex tikkontrolla t-temperatura.It-tisħin għal 250 \(^{\circ }\)С wassal għal tnaqqis sinifikanti fil-fond tal-istrutturi ffurmati minn 2.33 sa 1.06 µm.It-tnaqqis kien assoċjat mad-dehra ta 'tipi differenti ta' LIPSS skont l-orjentazzjoni tal-ħbub tas-sottostrat u l-ossidazzjoni tal-wiċċ indotta bil-lejżer.Dan l-istudju juri l-effett qawwi tat-temperatura tas-sottostrat, li huwa mistenni wkoll meta t-trattament tal-wiċċ jitwettaq b'qawwa medja għolja tal-laser biex toħloq effetti ta 'akkumulazzjoni tas-sħana.
Metodi ta 'trattament tal-wiċċ ibbażati fuq l-irradjazzjoni bil-lejżer tal-polz ultrashort huma fuq quddiem tax-xjenza u l-industrija minħabba l-kapaċità tagħhom li jtejbu l-proprjetajiet tal-wiċċ tal-materjali rilevanti l-aktar importanti1.B'mod partikolari, il-funzjonalità tal-wiċċ tad-dwana indotta bil-lejżer hija l-aktar avvanzata f'firxa wiesgħa ta 'setturi industrijali u xenarji ta' applikazzjoni1,2,3.Pereżempju, Vercillo et al.Proprjetajiet kontra s-silġ intwerew fuq liegi tat-titanju għal applikazzjonijiet aerospazjali bbażati fuq superhydrophobicity ikkawżat bil-laser.Epperlein et al irrapportaw li l-karatteristiċi nanosized prodotti mill-istrutturar tal-wiċċ tal-laser jistgħu jinfluwenzaw it-tkabbir jew l-inibizzjoni tal-bijofilm fuq kampjuni tal-azzar5.Barra minn hekk, Guai et al.tejbet ukoll il-proprjetajiet ottiċi taċ-ċelloli solari organiċi.6 Għalhekk, l-istrutturar bil-lejżer jippermetti l-produzzjoni ta 'elementi strutturali b'riżoluzzjoni għolja permezz ta' ablazzjoni kkontrollata tal-materjal tal-wiċċ1.
Teknika adattata tal-istrutturar tal-lejżer għall-produzzjoni ta 'strutturi tal-wiċċ perjodiċi bħal dawn hija l-iffurmar tal-interferenza diretta tal-lejżer (DLIP).DLIP huwa bbażat fuq l-interferenza qrib il-wiċċ ta 'żewġ raġġi tal-lejżer jew aktar biex jiffurmaw uċuħ disinji b'karatteristiċi fil-firxa tal-mikrometru u tan-nanometru.Skont in-numru u l-polarizzazzjoni tar-raġġi tal-lejżer, DLIP jista 'jiddisinja u joħloq varjetà wiesgħa ta' strutturi tal-wiċċ topografiku.Approċċ promettenti huwa li tgħaqqad l-istrutturi DLIP ma 'strutturi tal-wiċċ perjodiċi indotti bil-lejżer (LIPSS) biex toħloq topografija tal-wiċċ b'ġerarkija strutturali kumplessa8,9,10,11,12.Fin-natura, dawn il-ġerarkiji ntwerew li jipprovdu prestazzjoni saħansitra aħjar minn mudelli fuq skala waħda13.
Il-funzjoni LIPSS hija soġġetta għal proċess ta 'awto-amplifikazzjoni (feedback pożittiv) ibbażat fuq modulazzjoni dejjem tiżdied qrib il-wiċċ tad-distribuzzjoni tal-intensità tar-radjazzjoni.Dan huwa dovut għal żieda fin-nanoroughness hekk kif in-numru ta 'impulsi tal-lejżer applikati jiżdied 14, 15, 16. Il-modulazzjoni sseħħ prinċipalment minħabba l-interferenza tal-mewġ emess mal-kamp elettromanjetiku15,17,18,19,20,21 ta' rifratt u komponenti tal-mewġ imxerrda jew plasmoni tal-wiċċ.Il-formazzjoni ta 'LIPSS hija affettwata wkoll mill-ħin tal-impulsi22,23.B'mod partikolari, is-setgħat tal-lejżer medji ogħla huma indispensabbli għal trattamenti tal-wiċċ ta 'produttività għolja.Dan normalment jeħtieġ l-użu ta 'rati ta' ripetizzjoni għolja, jiġifieri fil-medda MHz.Konsegwentement, id-distanza tal-ħin bejn il-impulsi tal-lejżer hija iqsar, li twassal għal effetti ta 'akkumulazzjoni tas-sħana 23, 24, 25, 26. Dan l-effett iwassal għal żieda ġenerali fit-temperatura tal-wiċċ, li tista' taffettwa b'mod sinifikanti l-mekkaniżmu tal-mudell waqt l-ablazzjoni bil-lejżer.
F'xogħol preċedenti, Rudenko et al.u Tzibidis et al.Huwa diskuss mekkaniżmu għall-formazzjoni ta 'strutturi konvettivi, li għandu jsir dejjem aktar importanti hekk kif tiżdied l-akkumulazzjoni tas-sħana19,27.Barra minn hekk, Bauer et al.Korrela l-ammont kritiku ta 'akkumulazzjoni tas-sħana ma' strutturi tal-wiċċ tal-mikron.Minkejja dan il-proċess ta 'formazzjoni ta' struttura indotta termalment, huwa ġeneralment maħsub li l-produttività tal-proċess tista 'titjieb sempliċement billi tiżdied ir-rata ta' ripetizzjoni28.Għalkemm dan, imbagħad, ma jistax jinkiseb mingħajr żieda sinifikanti fil-ħażna tas-sħana.Għalhekk, strateġiji ta 'proċess li jipprovdu topoloġija f'diversi livelli jistgħu ma jkunux portabbli għal rati ta' ripetizzjoni ogħla mingħajr ma jinbidlu l-kinetika tal-proċess u l-formazzjoni tal-istruttura9,12.F'dan ir-rigward, huwa importanti ħafna li jiġi investigat kif it-temperatura tas-sottostrat taffettwa l-proċess ta 'formazzjoni ta' DLIP, speċjalment meta jsiru mudelli ta 'wiċċ f'saffi minħabba l-formazzjoni simultanja ta' LIPSS.
L-għan ta 'dan l-istudju kien li jevalwa l-effett tat-temperatura tas-sottostrat fuq it-topografija tal-wiċċ li tirriżulta matul l-ipproċessar DLIP ta' l-istainless steel bl-użu ta 'impulsi ps.Matul l-ipproċessar tal-lejżer, it-temperatura tas-sottostrat tal-kampjun tressqet sa 250 \(^\circ\)C bl-użu ta 'pjanċa tat-tisħin.L-istrutturi tal-wiċċ li rriżultaw ġew ikkaratterizzati bl-użu ta 'mikroskopija konfokali, mikroskopija elettronika tal-iskannjar, u spettroskopija tar-raġġi-X li tixxerred l-enerġija.
Fl-ewwel serje ta 'esperimenti, is-sottostrat tal-azzar ġie pproċessat bl-użu ta' konfigurazzjoni DLIP b'żewġ raġġi b'perjodu spazjali ta '4.5 µm u temperatura tas-sottostrat ta' \(T_{\mathrm {s}}\) 21 \(^{\circ }\)C, minn hawn 'il quddiem imsejjaħ wiċċ “mhux imsaħħan”.F'dan il-każ, il-koinċidenza tal-polz \(o_{\mathrm {p}}\) hija d-distanza bejn żewġ impulsi bħala funzjoni tad-daqs tal-post.Tvarja minn 99.0% (100 impulsi għal kull pożizzjoni) għal 99.67% (300 impulsi għal kull pożizzjoni).Fil-każijiet kollha, intużaw densità massima ta 'enerġija \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (għal ekwivalenti Gaussian mingħajr interferenza) u frekwenza ta' ripetizzjoni f = 200 kHz.Id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tar-raġġ tal-lejżer hija parallela mal-moviment tat-tabella tal-pożizzjonament (Fig. 1a)), li hija parallela mad-direzzjoni tal-ġeometrija lineari maħluqa mill-mudell ta 'interferenza b'żewġ raġġi.Immaġini rappreżentattivi tal-istrutturi miksuba bl-użu ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar (SEM) huma murija fil-Fig.1a–c.Biex tappoġġja l-analiżi ta 'immaġini SEM f'termini ta' topografija, it-trasformati ta 'Fourier (FFTs, murija f'daħliet skuri) saru fuq l-istrutturi li qed jiġu evalwati.Fil-każijiet kollha, il-ġeometrija DLIP li tirriżulta kienet viżibbli b'perjodu spazjali ta '4.5 µm.
Għall-każ \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% fiż-żona aktar skura tal-Fig.1a, li jikkorrispondi għall-pożizzjoni tal-massimu ta 'interferenza, wieħed jista' josserva skanalaturi li fihom strutturi paralleli iżgħar.Huma jalternaw ma 'meded isbaħ koperti f'topografija bħal nanopartiċelli.Minħabba li l-istruttura parallela bejn l-iskanalaturi tidher li hija perpendikolari għall-polarizzazzjoni tar-raġġ tal-lejżer u għandha perjodu ta '\(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) 418\(\pm 65\) nm, kemmxejn inqas mill-wavelength tal-laser \(\lambda\) (532 nm) jista 'jissejjaħ LIPSS bi frekwenza spazjali baxxa (LSFL-I)15,18.LSFL-I jipproduċi l-hekk imsejjaħ sinjal tat-tip s fl-FFT, tifrix "s"15,20.Għalhekk, is-sinjal huwa perpendikulari għall-element vertikali ċentrali qawwi, li min-naħa tiegħu huwa ġġenerat mill-istruttura DLIP (\(\Lambda _{\mathrm {DLIP}}\) \(\approx\) 4.5 µm).Is-sinjal iġġenerat mill-istruttura lineari tal-mudell DLIP fl-immaġni FFT jissejjaħ "tip DLIP".
Immaġini SEM ta 'strutturi tal-wiċċ maħluqa bl-użu DLIP.L-ogħla densità tal-enerġija hija \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (għal ekwivalenti Gaussian mingħajr ħsejjes) u rata ta 'ripetizzjoni f = 200 kHz.L-immaġini juru temperatura tal-kampjun, polarizzazzjoni u overlay.Il-moviment tal-fażi tal-lokalizzazzjoni huwa mmarkat bi vleġġa sewda f'(a).Id-daħla sewda turi l-FFT korrispondenti miksuba mill-immaġni SEM ta' 37.25\(\times\)37.25 µm (muri sakemm il-vector tal-mewġ isir \(\vec {k}\cdot (2\pi )^ {-1}\) = 200 nm).Il-parametri tal-proċess huma indikati f'kull figura.
Meta wieħed iħares aktar lejn il-Figura 1, tista 'tara li hekk kif il-koinċidenza \(o_{\mathrm {p}}\) tiżdied, is-sinjal sigmojde huwa aktar ikkonċentrat lejn l-assi x tal-FFT.Il-bqija tal-LSFL-I għandu tendenza li jkun aktar parallel.Barra minn hekk, l-intensità relattiva tas-sinjal tat-tip s naqset u l-intensità tas-sinjal tat-tip DLIP żdiedet.Dan huwa dovut għal trinek dejjem aktar evidenti b'aktar koinċidenza.Ukoll, is-sinjal tal-assi x bejn it-tip s u ċ-ċentru għandu jiġi minn struttura bl-istess orjentazzjoni bħal LSFL-I iżda b'perjodu itwal (\(\Lambda _\mathrm {b}\) \(\approx \ ) 1.4 ± 0.2 µm) kif muri fil-Figura 1c).Għalhekk, huwa preżunt li l-formazzjoni tagħhom hija mudell ta 'fosos fiċ-ċentru tat-trinka.Il-karatteristika l-ġdida tidher ukoll fil-medda ta 'frekwenza għolja (numru ta' mewġ kbir) tal-ordinata.Is-sinjal ġej minn ripples paralleli fuq l-għoljiet tat-trinka, x'aktarx minħabba l-interferenza ta 'dawl inċidentali u rifless 'il quddiem fuq l-għoljiet9,14.F'dan li ġej, dawn ir-ripples huma indikati b'LSFL \ (_ \ mathrm {tarf} \), u s-sinjali tagħhom - bit-tip -s \ (_ {\mathrm {p)) \).
Fl-esperiment li jmiss, it-temperatura tal-kampjun tressqet sa 250 °C taħt l-hekk imsejjaħ wiċċ "imsaħħan".L-istrutturar sar skond l-istess strateġija ta 'proċessar bħall-esperimenti msemmija fit-taqsima preċedenti (Figuri 1a-1c).L-immaġini SEM juru t-topografija li tirriżulta kif muri f'Fig. 1d-f.It-tisħin tal-kampjun għal 250 C jwassal għal żieda fid-dehra ta 'LSFL, li d-direzzjoni tagħha hija parallela mal-polarizzazzjoni tal-lejżer.Dawn l-istrutturi jistgħu jiġu kkaratterizzati bħala LSFL-II u għandhom perjodu spazjali \(\Lambda _\mathrm {LSFL-II}\) ta' 247 ± 35 nm.Is-sinjal LSFL-II mhuwiex muri fl-FFT minħabba l-frekwenza għolja tal-modalità.Hekk kif \(o_{\mathrm {p}}\) żdied minn 99.0 għal 99.67\(\%\) (Fig. 1d–e), il-wisa' tar-reġjun tal-faxxa qawwi żdiedet, li wassal għad-dehra ta' sinjal DLIP għal aktar minn frekwenzi għoljin.wavenumbers (frekwenzi aktar baxxi) u b'hekk jaqilbu lejn iċ-ċentru tal-FFT.Ir-ringieli tal-fosos f'Fig. 1d jistgħu jkunu l-prekursuri tal-hekk imsejħa skanalaturi ffurmati perpendikolari għal LSFL-I22,27.Barra minn hekk, LSFL-II jidher li sar iqsar u b'forma irregolari.Innota wkoll li d-daqs medju ta 'meded qawwi b'morfoloġija nanograin huwa iżgħar f'dan il-każ.Barra minn hekk, id-distribuzzjoni tad-daqs ta 'dawn in-nanopartiċelli rriżulta li kienet inqas imxerrda (jew wasslet għal inqas agglomerazzjoni ta' partiċelli) milli mingħajr tisħin.Kwalitattivament, dan jista' jiġi vvalutat billi jitqabblu l-figuri 1a, d jew b, e, rispettivament.
Hekk kif il-koinċidenza \(o_{\mathrm {p}}\) żdiedet aktar għal 99.67% (Fig. 1f), gradwalment ħarġet topografija distinta minħabba raddiet dejjem aktar ovvji.Madankollu, dawn l-iskanalaturi jidhru inqas ordnati u inqas fil-fond milli f'Fig. 1c.Kuntrast baxx bejn iż-żoni tad-dawl u dlam tal-immaġni jidher fil-kwalità.Dawn ir-riżultati huma appoġġjati aktar mis-sinjal aktar dgħajjef u aktar imxerred tal-ordinat FFT f'Fig. 1f meta mqabbel mal-FFT fuq c.Striae iżgħar kienu evidenti wkoll fuq it-tisħin meta tqabbel il-Figuri 1b u e, li aktar tard ġie kkonfermat permezz ta 'mikroskopija konfokali.
Minbarra l-esperiment preċedenti, il-polarizzazzjoni tar-raġġ tal-lejżer kienet imdawra b'90 \(^{\circ}\), li kkawża li d-direzzjoni tal-polarizzazzjoni timxi perpendikolari mal-pjattaforma tal-pożizzjonament.Fuq il-fig.2a-c turi l-istadji bikrija tal-formazzjoni tal-istruttura, \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% f'mhux imsaħħan (a), imsaħħan (b) u msaħħna 90\(^{\ circ }\ ) - Każ b'polarizzazzjoni li ddur (c).Biex tara n-nanotopografija tal-istrutturi, iż-żoni mmarkati bi kwadri kkuluriti huma murija fil-Fig.2d, fuq skala mkabbra.
Immaġini SEM ta 'strutturi tal-wiċċ maħluqa bl-użu DLIP.Il-parametri tal-proċess huma l-istess bħal f'Fig.1.L-immaġini turi t-temperatura tal-kampjun \(T_s\), il-polarizzazzjoni u l-polz overlap \(o_\mathrm {p}\).Id-daħla sewda għal darb'oħra turi t-trasformata ta' Fourier korrispondenti.L-immaġini f'(d)-(i) huma ingrandimenti taż-żoni mmarkati f'(a)-(c).
F'dan il-każ, wieħed jista 'jara li l-istrutturi fiż-żoni aktar skuri ta' Fig. 2b, c huma sensittivi għall-polarizzazzjoni u għalhekk huma ttikkettjati LSFL-II14, 20, 29, 30. Notevolment, l-orjentazzjoni ta 'LSFL-I hija wkoll imdawra ( Fig. 2g, i), li tista 'tidher mill-orjentazzjoni tas-sinjal tat-tip s fl-FFT korrispondenti.Il-bandwidth tal-perjodu LSFL-I tidher akbar meta mqabbla mal-perjodu b, u l-firxa tagħha hija mċaqalqa lejn perjodi iżgħar f'Fig. 2c, kif indikat mis-sinjal tat-tip s aktar mifrux.Għalhekk, il-perjodu spazjali LSFL li ġej jista 'jiġi osservat fuq il-kampjun f'temperaturi ta' tisħin differenti: \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 418\(\pm 65\) nm f'21 ^{ \circ }\ )C (Fig. 2a), \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 445\(~\pm\) 67 nm u \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-II} }} \) = 247 ± 35 nm f'250 ° C (Fig. 2b) għal polarizzazzjoni s.Għall-kuntrarju, il-perjodu spazjali ta 'p-polarizzazzjoni u 250 \(^{\circ }\)C huwa ugwali għal \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I))\) = 390\(\pm 55\ ) nm u \(\ Lambda_{\mathrm{LSFL-II}}\) = 265±35 nm (Fig. 2c).
Notevolment, ir-riżultati juru li sempliċement billi tiżdied it-temperatura tal-kampjun, il-morfoloġija tal-wiċċ tista 'taqleb bejn żewġ estremi, inkluż (i) wiċċ li jkun fih biss elementi LSFL-I u (ii) żona koperta b'LSFL-II.Minħabba li l-formazzjoni ta 'dan it-tip partikolari ta' LIPSS fuq uċuħ tal-metall hija assoċjata ma 'saffi ta' ossidu tal-wiċċ, saret analiżi tar-raġġi X li jxerrdu l-enerġija (EDX).Tabella 1 tiġbor fil-qosor ir-riżultati miksuba.Kull determinazzjoni titwettaq billi ssir medja ta' mill-inqas erba' spettri f'postijiet differenti fuq il-wiċċ tal-kampjun ipproċessat.Il-kejl jitwettaq f'temperaturi differenti tal-kampjun \(T_\mathrm{s}\) u pożizzjonijiet differenti tal-wiċċ tal-kampjun li jkun fih żoni mhux strutturati jew strutturati.Il-kejl fih ukoll informazzjoni dwar is-saffi mhux ossidizzati aktar fil-fond li jinsabu direttament taħt iż-żona mdewba ttrattata, iżda fil-fond tal-penetrazzjoni tal-elettroni tal-analiżi EDX.Madankollu, għandu jiġi nnutat li l-EDX huwa limitat fil-kapaċità tiegħu li jikkwantifika l-kontenut ta 'ossiġnu, għalhekk dawn il-valuri hawn jistgħu biss jagħtu valutazzjoni kwalitattiva.
Il-porzjonijiet mhux ittrattati tal-kampjuni ma wrewx ammonti sinifikanti ta 'ossiġnu fit-temperaturi operattivi kollha.Wara t-trattament bil-laser, il-livelli tal-ossiġnu żdiedu fil-każijiet kollha31.Id-differenza fil-kompożizzjoni elementali bejn iż-żewġ kampjuni mhux ittrattati kienet kif mistenni għall-kampjuni tal-azzar kummerċjali, u nstabu valuri tal-karbonju sinifikament ogħla meta mqabbla mal-iskeda tad-dejta tal-manifattur għall-azzar AISI 304 minħabba kontaminazzjoni tal-idrokarburi32.
Qabel ma jiġu diskussi r-raġunijiet possibbli għat-tnaqqis fil-fond tal-ablazzjoni tal-kanal u t-tranżizzjoni minn LSFL-I għal LSFL-II, jintużaw profili ta 'densità spettrali tal-qawwa (PSD) u għoli.
(i) Id-densità spettrali tal-qawwa normalizzata kważi bidimensjonali (Q2D-PSD) tal-wiċċ hija murija bħala stampi SEM fil-Figuri 1 u 2. 1 u 2. Peress li l-PSD huwa normalizzat, għandu jkun hemm tnaqqis fis-sinjal tas-somma. mifhum bħala żieda fil-parti kostanti (k \(\le\) 0.7 µm\(^{-1}\), mhux murija), jiġifieri intoppi.(ii) Profil tal-għoli medju tal-wiċċ korrispondenti.It-temperatura tal-kampjun \(T_s\), il-koinċidenza \(o_{\mathrm {p}}\), u l-polarizzazzjoni tal-lejżer E relattiva għall-orjentazzjoni \(\vec {v}\) tal-moviment tal-pjattaforma tal-pożizzjonament huma murija fil-plots kollha.
Biex tikkwantifika l-impressjoni ta 'immaġini SEM, spettru ta' qawwa normalizzat medju ġie ġġenerat minn mill-inqas tliet immaġini SEM għal kull parametru stabbilit billi ttieħdet medja tad-densitajiet spettrali tal-qawwa (PSDs) kollha unidimensjonali (1D) fid-direzzjoni x jew y.Il-graff korrispondenti jidher fil-Fig. 3i li turi l-bidla fil-frekwenza tas-sinjal u l-kontribut relattiv tiegħu għall-ispettru.
Fuq il-fig.3ia, c, e, il-quċċata tad-DLIP tikber qrib \(k_{\mathrm {DLIP}}~=~2\pi\) (4.5 µm)\(^{-1}\) = 1.4 µm \ ( ^{- 1}\) jew l-armoniċi ogħla korrispondenti hekk kif tiżdied il-koinċidenza \(o_{\mathrm {p))\).Żieda fl-amplitudni fundamentali kienet assoċjata ma 'żvilupp aktar b'saħħtu tal-istruttura tal-LRIB.L-amplitudni ta 'armoniċi ogħla tiżdied mal-wieqfa ta' l-inklinazzjoni.Għal funzjonijiet rettangolari bħala każijiet li jillimitaw, l-approssimazzjoni teħtieġ l-akbar numru ta 'frekwenzi.Għalhekk, il-quċċata ta 'madwar 1.4 µm\(^{-1}\) fil-PSD u l-armoniċi korrispondenti jistgħu jintużaw bħala parametri ta' kwalità għall-forma tal-kanal.
Għall-kuntrarju, kif muri fil-Fig. 3 (i) b, d, f, il-PSD tal-kampjun imsaħħan juri qċaċet aktar dgħajfa u usa 'b'inqas sinjal fl-armoniċi rispettivi.Barra minn hekk, fil-fig.3(i)f juri li t-tieni sinjal armoniku saħansitra jaqbeż is-sinjal fundamentali.Dan jirrifletti l-istruttura DLIP aktar irregolari u inqas pronunzjata tal-kampjun imsaħħan (meta mqabbel ma '\(T_s\) = 21\(^\circ\)C).Karatteristika oħra hija li hekk kif tiżdied il-koinċidenza \(o_{\mathrm {p}}\), is-sinjal LSFL-I li jirriżulta jinbidel lejn numru ta' mewġ iżgħar (perjodu itwal).Dan jista 'jiġi spjegat biż-żieda fl-għemil tat-truf tal-modalità DLIP u ż-żieda lokali assoċjata fl-angolu ta' inċidenza14,33.Wara din it-tendenza, it-twessigħ tas-sinjal LSFL-I jista 'jiġi spjegat ukoll.Minbarra l-għoljiet wieqfa, hemm ukoll żoni ċatti fuq il-qiegħ u fuq il-crests tal-istruttura DLIP, li jippermettu firxa usa 'ta' perjodi LSFL-I.Għal materjali assorbenti ħafna, il-perjodu LSFL-I huwa normalment stmat bħala:
fejn \(\theta\) huwa l-angolu ta' inċidenza, u s-sottoskritti s u p jirreferu għal polarizzazzjonijiet differenti33.
Għandu jiġi nnutat li l-pjan ta 'inċidenza għal setup DLIP huwa normalment perpendikolari għall-moviment tal-pjattaforma tal-ippożizzjonar, kif muri fil-Figura 4 (ara t-taqsima Materjali u Metodi).Għalhekk, il-polarizzazzjoni s, bħala regola, hija parallela mal-moviment tal-istadju, u l-polarizzazzjoni p hija perpendikolari għaliha.Skond l-ekwazzjoni.(1), għall-polarizzazzjoni s, huma mistennija tixrid u bidla tas-sinjal LSFL-I lejn numri ta 'mewġ iżgħar.Dan huwa dovut għaż-żieda f'\(\theta\) u l-firxa angolari \(\theta \pm \delta \theta\) hekk kif tiżdied il-fond tat-trinka.Dan jista 'jidher billi tqabbel il-qċaċet LSFL-I f'Fig. 3ia, c, e.
Skont ir-riżultati murija fil-fig.1c, LSFL\(_\mathrm {tarf}\) huwa viżibbli wkoll fil-PSD korrispondenti fil-fig.3ie.Fuq il-fig.3ig,h juri l-PSD għal p-polarizzazzjoni.Id-differenza fil-qċaċet DLIP hija aktar evidenti bejn kampjuni msaħħna u mhux imsaħħna.F'dan il-każ, is-sinjal minn LSFL-I jikkoinċidi mal-armoniċi ogħla tal-quċċata DLIP, u jżid mas-sinjal ħdejn il-lasing wavelength.
Biex tiddiskuti r-riżultati f'aktar dettall, fil-Fig. 3ii turi l-fond strutturali u l-koinċidenza bejn impulsi tad-distribuzzjoni tal-għoli lineari DLIP f'temperaturi varji.Il-profil tal-għoli vertikali tal-wiċċ inkiseb bil-medja ta 'għaxar profili ta' għoli vertikali individwali madwar iċ-ċentru tal-istruttura DLIP.Għal kull temperatura applikata, il-fond tal-istruttura jiżdied maż-żieda fil-koinċidenza tal-polz.Il-profil tal-kampjun imsaħħan juri skanalaturi b'valuri medji minn peak-to-peak (pvp) ta '0.87 µm għall-polarizzazzjoni s u 1.06 µm għall-polarizzazzjoni p.B'kuntrast, s-polarizzazzjoni u p-polarizzazzjoni tal-kampjun mhux imsaħħan juru pvp ta '1.75 µm u 2.33 µm, rispettivament.Il-pvp korrispondenti huwa muri fil-profil tal-għoli fil-fig.3ii.Kull medja PvP hija kkalkulata billi ssir medja ta' tmien PvPs singoli.
Barra minn hekk, fil-fig.3iig,h juri d-distribuzzjoni tal-għoli tal-polarizzazzjoni p perpendikolari għas-sistema ta 'pożizzjonament u l-moviment tal-kanal.Id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni p għandha effett pożittiv fuq il-fond tal-kanal peress li tirriżulta f'pvp kemmxejn ogħla f'2.33 µm meta mqabbla mal-polarizzazzjoni s f'1.75 µm pvp.Dan imbagħad jikkorrispondi għall-iskanalaturi u l-moviment tas-sistema tal-pjattaforma tal-pożizzjonament.Dan l-effett jista 'jkun ikkawżat minn struttura iżgħar fil-każ ta' polarizzazzjoni s meta mqabbel mal-każ ta 'polarizzazzjoni p (ara Fig. 2f, h), li se tiġi diskussa aktar fit-taqsima li jmiss.
L-iskop tad-diskussjoni huwa li tispjega t-tnaqqis fil-fond tal-kanal minħabba l-bidla fil-klassi LIPS prinċipali (LSFL-I għal LSFL-II) fil-każ ta 'kampjuni msaħħna.Allura wieġeb il-mistoqsijiet li ġejjin:
Biex tingħata risposta għall-ewwel mistoqsija, huwa meħtieġ li jiġu kkunsidrati l-mekkaniżmi responsabbli għat-tnaqqis fl-ablazzjoni.Għal polz wieħed f'inċidenza normali, il-fond tal-ablazzjoni jista' jiġi deskritt bħala:
fejn \(\delta _{\mathrm {E}}\) huwa l-fond tal-penetrazzjoni tal-enerġija, \(\Phi\) u \(\Phi _{\mathrm {th}}\) huma l-fluwenza tal-assorbiment u l-fluwenza tal-Ablazzjoni limitu, rispettivament34 .
Matematikament, il-fond tal-penetrazzjoni tal-enerġija għandu effett multiplikattiv fuq il-fond tal-ablazzjoni, filwaqt li l-bidla fl-enerġija għandha effett logaritmiku.Allura l-bidliet fil-fluwenza ma jaffettwawx \(\Delta z\) sakemm \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\).Madankollu, ossidazzjoni qawwija (pereżempju, minħabba l-formazzjoni ta 'ossidu tal-kromju) twassal għal bonds Cr-O35 aktar b'saħħithom meta mqabbla ma' bonds Cr-Cr, u b'hekk iżid il-limitu tal-ablazzjoni.Konsegwentement, \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) m'għadux sodisfatt, li jwassal għal tnaqqis rapidu fil-fond tal-ablazzjoni b'densità tal-fluss tal-enerġija li tonqos.Barra minn hekk, hija magħrufa korrelazzjoni bejn l-istat ta 'ossidazzjoni u l-perjodu ta' LSFL-II, li tista 'tiġi spjegata minn bidliet fin-nanostruttura nnifisha u l-proprjetajiet ottiċi tal-wiċċ ikkawżati mill-ossidazzjoni tal-wiċċ30,35.Għalhekk, id-distribuzzjoni eżatta tal-wiċċ tal-fluence tal-assorbiment \(\Phi\) hija dovuta għad-dinamika kumplessa tal-interazzjoni bejn il-perjodu strutturali u l-ħxuna tas-saff tal-ossidu.Skont il-perjodu, in-nanostruttura tinfluwenza b'mod qawwi d-distribuzzjoni tal-fluss tal-enerġija assorbit minħabba żieda qawwija fil-qasam, eċċitazzjoni ta 'plasmons tal-wiċċ, trasferiment straordinarju tad-dawl jew tifrix17,19,20,21.Għalhekk, \(\Phi\) hija inomoġenja ħafna ħdejn il-wiċċ, u \(\delta _ {E}\) probabbilment ma tibqax possibbli b'koeffiċjent wieħed ta' assorbiment \(\alpha = \delta _{\mathrm {opt} } ^ { -1} \approx \delta _{\mathrm {E}}^{-1}\) għall-volum kollu qrib il-wiċċ.Peress li l-ħxuna tal-film tal-ossidu tiddependi ħafna fuq il-ħin tas-solidifikazzjoni [26], l-effett tan-nomenklatura jiddependi mit-temperatura tal-kampjun.Il-mikrografi ottiċi murija fil-Figura S1 fil-Materjal Supplimentari jindikaw bidliet fil-proprjetajiet ottiċi.
Dawn l-effetti jispjegaw parzjalment il-fond ta' trinka inqas baxx fil-każ ta' strutturi tal-wiċċ żgħar fil-Figuri 1d,e u 2b,ċ u 3(ii)b,d,f.
LSFL-II huwa magħruf li jifforma fuq semikondutturi, dielettriċi, u materjali suxxettibbli għall-ossidazzjoni14,29,30,36,37.Fil-każ tal-aħħar, il-ħxuna tas-saff tal-ossidu tal-wiċċ hija speċjalment importanti30.L-analiżi EDX imwettqa żvelat il-formazzjoni ta 'ossidi tal-wiċċ fuq il-wiċċ strutturat.Għalhekk, għal kampjuni mhux imsaħħna, l-ossiġnu ambjentali jidher li jikkontribwixxi għall-formazzjoni parzjali ta 'partiċelli gassużi u parzjalment il-formazzjoni ta' ossidi tal-wiċċ.Iż-żewġ fenomeni jagħtu kontribut sinifikanti għal dan il-proċess.Għall-kuntrarju, għal kampjuni msaħħna, ossidi tal-metall ta' diversi stati ta' ossidazzjoni (SiO\(_{\mathrm {2}}\), Cr\(_{\mathrm {n}} \)O\(_{\mathrm { m}}\ ), Fe\(_{\mathrm {n}}\)O\(_{\mathrm {m}}\), NiO, eċċ.) huma ċari 38 favur.Minbarra s-saff ta 'ossidu meħtieġ, il-preżenza ta' ħruxija ta 'subwavelength, prinċipalment LIPSS ta' frekwenza spazjali għolja (HSFL), hija meħtieġa biex tifforma l-modi ta 'intensità ta' subwavelength (tip d) meħtieġa14,30.Il-mod ta 'intensità finali LSFL-II huwa funzjoni tal-amplitudni HSFL u l-ħxuna tal-ossidu.Ir-raġuni għal dan il-mod hija l-interferenza tal-kamp imbiegħed tad-dawl imxerred mill-HSFL u d-dawl rifratt fil-materjal u propagazzjoni ġewwa l-materjal dielettriku tal-wiċċ20,29,30.Immaġini SEM tat-tarf tal-mudell tal-wiċċ fil-Figura S2 fit-taqsima Materjali Supplimentari huma indikattivi ta 'HSFL pre-eżistenti.Dan ir-reġjun ta 'barra huwa dgħajjef affettwat mill-periferija tad-distribuzzjoni tal-intensità, li tippermetti l-formazzjoni ta' HSFL.Minħabba s-simetrija tad-distribuzzjoni tal-intensità, dan l-effett iseħħ ukoll tul id-direzzjoni tal-iskannjar.
It-tisħin tal-kampjun jaffettwa l-proċess ta 'formazzjoni LSFL-II b'diversi modi.Min-naħa waħda, żieda fit-temperatura tal-kampjun \(T_\mathrm{s}\) għandha effett ferm akbar fuq ir-rata ta 'solidifikazzjoni u tkessiħ mill-ħxuna tas-saff imdewweb26.Għalhekk, l-interface likwida ta 'kampjun imsaħħan hija esposta għall-ossiġnu ambjentali għal perjodu itwal ta' żmien.Barra minn hekk, is-solidifikazzjoni mdewma tippermetti l-iżvilupp ta 'proċessi konvettivi kumplessi li jżidu t-taħlit ta' ossiġnu u ossidi ma 'azzar likwidu26.Dan jista' jintwera billi titqabbel il-ħxuna tas-saff ta' ossidu ffurmat biss bid-diffużjoni (\(\Lambda _\mathrm {diff}=\sqrt{D~\times ~t_\mathrm {s}}~\le ~15\) nm) Il-ħin tal-koagulazzjoni korrispondenti huwa \(t_\mathrm {s}~\le ~200\) ns, u l-koeffiċjent tad-diffużjoni \(D~\le\) 10\(^{-5}\) ċm\(^ 2 \ )/ s) Kienet osservata jew meħtieġa ħxuna ogħla b'mod sinifikanti fil-formazzjoni LSFL-II30.Min-naħa l-oħra, it-tisħin jaffettwa wkoll il-formazzjoni ta 'HSFL u għalhekk l-oġġetti tat-tifrix meħtieġa għat-tranżizzjoni fil-modalità ta' intensità tat-tip d LSFL-II.L-espożizzjoni tan-nanovojt maqbuda taħt il-wiċċ tissuġġerixxi l-involviment tagħhom fil-formazzjoni ta 'HSFL39.Dawn id-difetti jistgħu jirrappreżentaw l-oriġini elettromanjetika ta 'HSFL minħabba l-mudelli ta' intensità perjodika ta 'frekwenza għolja meħtieġa14,17,19,29.Barra minn hekk, dawn il-modi ta’ intensità ġġenerati huma aktar uniformi b’numru kbir ta’ nanovojti19.Għalhekk, ir-raġuni għaż-żieda fl-inċidenza ta 'HSFL tista' tiġi spjegata mill-bidla fid-dinamika tad-difetti tal-kristall hekk kif \(T_\mathrm{s}\) tiżdied.
Riċentement intwera li r-rata tat-tkessiħ tas-silikon hija parametru ewlieni għas-supersaturazzjoni interstizjali intrinsika u għalhekk għall-akkumulazzjoni ta 'difetti fil-punt bil-formazzjoni ta' dislokazzjonijiet40,41.Simulazzjonijiet ta 'dinamika molekulari ta' metalli puri wrew li l-postijiet battala jissaturaw matul ir-rikristallizzazzjoni rapida, u għalhekk l-akkumulazzjoni ta 'postijiet battala fil-metalli tipproċedi b'mod simili42,43,44.Barra minn hekk, studji sperimentali reċenti tal-fidda ffukaw fuq il-mekkaniżmu tal-formazzjoni ta 'vojt u clusters minħabba l-akkumulazzjoni ta' difetti fil-punt45.Għalhekk, żieda fit-temperatura tal-kampjun \(T_\mathrm {s}\) u, konsegwentement, tnaqqis fir-rata tat-tkessiħ jistgħu jaffettwaw il-formazzjoni ta 'vojt, li huma n-nuklei ta' HSFL.
Jekk il-postijiet battala huma l-prekursuri meħtieġa għall-kavitajiet u għalhekk HSFL, it-temperatura tal-kampjun \(T_s\) għandu jkollha żewġ effetti.Min-naħa waħda, \(T_s\) taffettwa r-rata ta 'rikristallizzazzjoni u, konsegwentement, il-konċentrazzjoni ta' difetti fil-punt (konċentrazzjoni ta 'vakanza) fil-kristall imkabbar.Min-naħa l-oħra, taffettwa wkoll ir-rata tat-tkessiħ wara s-solidifikazzjoni, u b'hekk taffettwa t-tixrid ta 'difetti fil-punt fil-kristall 40,41.Barra minn hekk, ir-rata ta 'solidifikazzjoni tiddependi fuq l-orjentazzjoni kristallografika u għalhekk hija anisotropika ħafna, bħalma hija t-tixrid ta' difetti tal-punt42,43.Skont din il-premessa, minħabba r-rispons anisotropiku tal-materjal, l-interazzjoni tad-dawl u l-materja ssir anisotropika, li mbagħad tkabbar dan ir-rilaxx perjodiku deterministiku tal-enerġija.Għal materjali polikristallini, din l-imġieba tista 'tkun limitata mid-daqs ta' qamħ wieħed.Fil-fatt, il-formazzjoni tal-LIPSS intweriet skont l-orjentazzjoni tal-qamħ46,47.Għalhekk, l-effett tat-temperatura tal-kampjun \(T_s\) fuq ir-rata tal-kristallizzazzjoni jista 'ma jkunx b'saħħtu daqs l-effett tal-orjentazzjoni tal-qamħ.Għalhekk, l-orjentazzjoni kristallografika differenti ta 'ħbub differenti tipprovdi spjegazzjoni potenzjali għaż-żieda fil-vojt u l-aggregazzjoni ta' HSFL jew LSFL-II, rispettivament.
Biex jiġu ċċarati l-indikazzjonijiet inizjali ta 'din l-ipoteżi, il-kampjuni nejjin ġew inċiżi biex jiżvelaw il-formazzjoni tal-qamħ qrib il-wiċċ.Tqabbil tal-ħbub fil-fig.S3 huwa muri fil-materjal supplimentari.Barra minn hekk, LSFL-I u LSFL-II dehru fi gruppi fuq kampjuni msaħħna.Id-daqs u l-ġeometrija ta 'dawn ir-raggruppamenti jikkorrispondu għad-daqs tal-qamħ.
Barra minn hekk, HSFL iseħħ biss f'firxa dejqa f'densitajiet ta 'fluss baxxi minħabba l-oriġini konvettiva tiegħu19,29,48.Għalhekk, fl-esperimenti, dan probabbilment iseħħ biss fil-periferija tal-profil tar-raġġ.Għalhekk, HSFL iffurmat fuq uċuħ mhux ossidizzati jew ossidizzati dgħajjef, li saru evidenti meta tqabbel il-frazzjonijiet ta 'ossidu ta' kampjuni trattati u mhux ittrattati (ara tabella reftab: eżempju).Dan jikkonferma s-suppożizzjoni li s-saff tal-ossidu huwa prinċipalment indott mill-laser.
Minħabba li l-formazzjoni ta 'LIPSS hija tipikament dipendenti fuq in-numru ta' impulsi minħabba feedback inter-pulse, HSFLs jistgħu jiġu sostitwiti bi strutturi akbar hekk kif tiżdied il-koinċidenza tal-polz19.HSFL inqas regolari jirriżulta f'mudell ta' intensità inqas regolari (d-mode) meħtieġ għall-formazzjoni ta' LSFL-II.Għalhekk, hekk kif il-koinċidenza ta '\(o_\mathrm {p}\) tiżdied (ara Fig. 1 minn de), ir-regolarità ta' LSFL-II tonqos.
Dan l-istudju investiga l-effett tat-temperatura tas-sottostrat fuq il-morfoloġija tal-wiċċ tal-istainless steel ittrattat b'DLIP strutturat bil-lejżer.Instab li t-tisħin tas-sottostrat minn 21 sa 250 °C iwassal għal tnaqqis fil-fond tal-ablazzjoni minn 1.75 sa 0.87 µm fl-s-polarizzazzjoni u minn 2.33 sa 1.06 µm fil-p-polarizzazzjoni.Dan it-tnaqqis huwa dovut għall-bidla fit-tip LIPSS minn LSFL-I għal LSFL-II, li hija assoċjata ma 'saff ta' ossidu tal-wiċċ indott bil-lejżer f'temperatura ogħla tal-kampjun.Barra minn hekk, LSFL-II jista 'jżid il-fluss tal-limitu minħabba żieda fl-ossidazzjoni.Huwa preżunt li f'din is-sistema teknoloġika b'koinċidenza għolja ta 'polz, densità ta' enerġija medja u rata ta 'ripetizzjoni medja, l-okkorrenza ta' LSFL-II hija wkoll determinata mill-bidla fid-dinamika ta 'dislokazzjoni kkawżata mit-tisħin tal-kampjun.L-aggregazzjoni ta 'LSFL-II hija ipoteżita li hija dovuta għal formazzjoni ta' nanovoid dipendenti fuq l-orjentazzjoni tal-qamħ, li twassal għal HSFL bħala prekursur għal LSFL-II.Barra minn hekk, l-influwenza tad-direzzjoni tal-polarizzazzjoni fuq il-perjodu strutturali u l-bandwidth tal-perjodu strutturali hija studjata.Jirriżulta li l-polarizzazzjoni p hija aktar effiċjenti għall-proċess DLIP f'termini ta 'fond tal-ablazzjoni.B'mod ġenerali, dan l-istudju jikxef sett ta 'parametri tal-proċess biex jikkontrollaw u jottimizzaw il-fond tal-ablazzjoni DLIP biex jinħolqu mudelli tal-wiċċ personalizzati.Fl-aħħarnett, it-tranżizzjoni minn LSFL-I għal LSFL-II hija kompletament immexxija bis-sħana u hija mistennija żieda żgħira fir-rata ta 'ripetizzjoni b'koinċidenza kostanti tal-polz minħabba żieda fis-sħana24.Dawn l-aspetti kollha huma rilevanti għall-isfida li jmiss tal-espansjoni tal-proċess DLIP, pereżempju permezz tal-użu ta’ sistemi ta’ skannjar poligonali49.Biex timminimizza l-akkumulazzjoni tas-sħana, tista 'tiġi segwita l-istrateġija li ġejja: żomm il-veloċità tal-iskannjar tal-iskaner poligonali għoli kemm jista' jkun, billi tieħu vantaġġ mid-daqs tal-post tal-laser akbar, ortogonali għad-direzzjoni tal-iskannjar, u bl-użu tal-aħjar ablazzjoni.fluwenza 28. Barra minn hekk, dawn l-ideat jippermettu l-ħolqien ta' topografija ġerarkika kumplessa għall-funzjonalizzazzjoni avvanzata tal-wiċċ bl-użu tad-DLIP.
F'dan l-istudju, intużaw pjanċi tal-istainless steel electropolished (X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304) ħxuna ta '0.8 mm.Biex tneħħi kwalunkwe kontaminanti mill-wiċċ, il-kampjuni ġew maħsula bir-reqqa bl-etanol qabel it-trattament bil-laser (konċentrazzjoni assoluta ta 'etanol \(\ge\) 99.9%).
L-issettjar tad-DLIP huwa muri fil-Figura 4. Il-kampjuni nbnew bl-użu ta 'sistema DLIP mgħammra b'sors tal-laser pulsat ultrashort 12 ps b'wavelength ta' 532 nm u rata massima ta 'ripetizzjoni ta' 50 MHz.Id-distribuzzjoni spazjali tal-enerġija tar-raġġ hija Gaussian.Ottiċi ddisinjati apposta jipprovdu konfigurazzjoni interferometrika b'raġġ doppju biex toħloq strutturi lineari fuq il-kampjun.Lenti b'tul fokali ta' 100 mm tissuperponi żewġ raġġi tal-laser addizzjonali fuq il-wiċċ f'angolu fiss ta' 6.8\(^\circ\), li tagħti perjodu spazjali ta' madwar 4.5 µm.Aktar informazzjoni dwar is-setup sperimentali tista' tinstab band'oħra50.
Qabel l-ipproċessar bil-lejżer, il-kampjun jitqiegħed fuq pjanċa tat-tisħin f'ċerta temperatura.It-temperatura tal-pjanċa tat-tisħin ġiet issettjata għal 21 u 250 ° C.Fl-esperimenti kollha, intuża ġett trasversali ta 'arja kkompressata flimkien ma' apparat ta 'l-exhaust biex jipprevjeni d-depożizzjoni tat-trab fuq l-ottika.Sistema tal-istadju x,y hija stabbilita biex tpoġġi l-kampjun waqt l-istrutturar.
Il-veloċità tas-sistema tal-istadju tal-pożizzjonament kienet varjata minn 66 sa 200 mm/s biex tinkiseb koinċidenza bejn impulsi ta '99.0 sa 99.67 \(\%\) rispettivament.Fil-każijiet kollha, ir-rata ta 'ripetizzjoni kienet iffissata għal 200 kHz, u l-qawwa medja kienet 4 W, li tat enerġija għal kull polz ta' 20 μJ.Id-dijametru tar-raġġ użat fl-esperiment DLIP huwa ta 'madwar 100 µm, u l-ogħla densità tal-enerġija tal-laser li tirriżulta hija 0.5 J/cm\(^{2}\).L-enerġija totali rilaxxata għal kull unità ta' erja hija l-ogħla fluwenza kumulattiva li tikkorrispondi għal 50 J/cm\(^2\) għal \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0 \(\%\), 100 J/cm \(^2\) għal \(o_{\mathrm {p))\)=99.5\(\%\) u 150 J/cm\(^2\) għal \(o_{ \mathrm {p} }\ ) = 99.67 \(\%\).Uża l-pjanċa \(\lambda\)/2 biex tbiddel il-polarizzazzjoni tar-raġġ tal-lejżer.Għal kull sett ta 'parametri użati, żona ta' madwar 35 × 5 mm\(^{2}\) hija minsuġa fuq il-kampjun.L-esperimenti strutturati kollha saru taħt kundizzjonijiet ambjentali biex tiġi żgurata l-applikabbiltà industrijali.
Il-morfoloġija tal-kampjuni ġiet eżaminata bl-użu ta 'mikroskopju konfokali b'ingrandiment ta' 50x u riżoluzzjoni ottika u vertikali ta '170 nm u 3 nm, rispettivament.Id-dejta topografika miġbura mbagħad ġiet evalwata bl-użu ta 'softwer ta' analiżi tal-wiċċ.Oħroġ profili mid-dejta tat-terren skont l-ISO 1661051.
Il-kampjuni ġew ikkaratterizzati wkoll bl-użu ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar b'vultaġġ ta' aċċelerazzjoni ta '6.0 kV.Il-kompożizzjoni kimika tal-wiċċ tal-kampjuni ġiet evalwata bl-użu ta 'twaħħil ta' spettroskopija tar-raġġi X (EDS) li jxerred l-enerġija b'vultaġġ ta 'aċċellerazzjoni ta' 15 kV.Barra minn hekk, intuża mikroskopju ottiku b'għan 50x biex tiddetermina l-morfoloġija granulari tal-mikrostruttura tal-kampjuni. Qabel dan, il-kampjuni ġew inċiżi f'temperatura kostanti ta '50 \(^\circ\)C għal ħames minuti f'tebgħa ta' l-istainless steel b'aċidu idrokloriku u konċentrazzjoni ta 'aċidu nitriku ta' 15-20 \(\%\) u 1\( -<\)5 \(\%\), rispettivament. Qabel dan, il-kampjuni ġew inċiżi f'temperatura kostanti ta '50 \(^\circ\)C għal ħames minuti f'tebgħa ta' l-istainless steel b'aċidu idrokloriku u konċentrazzjoni ta 'aċidu nitriku ta' 15-20 \(\%\) u 1\( -<\)5 \(\%\), rispettivament. Перед этим образцы травили при постоянной температуре 50 \(^\circ\)С в течение пяти минут весто минут векрис верица стали соляной и азотной кислотами концентрацией 15-20 \(\%\) и 1\( -<\)5 \( \%\) соответственно. Qabel dan, il-kampjuni ġew inċiżi f'temperatura kostanti ta '50 \(^\circ\)C għal ħames minuti f'żebgħa ta' l-istainless steel b'aċidi idrokloriku u nitriku b'konċentrazzjoni ta '15-20 \(\%\) u 1\( -<\)5 \( \%\) rispettivament.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，盐酸咦，盐酸咦\(5) 中 和% 0 盐酸咦2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。Qabel dan, il-kampjuni ġew imnaddfin għal ħames minuti f'temperatura kostanti ta '50 \(^\circ\)C f'soluzzjoni tat-tbajja' għall-istainless steel b'konċentrazzjoni ta' aċidi idrokloriku u nitriku 15-20 \(\%\) u 1 \.(-<\)5 \ (\%\) соответственно. (-<\)5 \ (\%\) rispettivament.
Dijagramma skematika tas-setup sperimentali ta 'setup DLIP b'żewġ raġġi, inkluż (1) raġġ tal-lejżer, (2) pjanċa \(\lambda\)/2, (3) ras DLIP b'ċerta konfigurazzjoni ottika, (4) ) hot plate, (5) cross-fluidic , (6) passi ta' pożizzjonament x,y u (7) kampjuni tal-istainless steel.Żewġ travi sovraposti, imdawwar bl-aħmar fuq ix-xellug, joħolqu strutturi lineari fuq il-kampjun f'angoli \(2\theta\) (inklużi kemm s- u p-polarizzazzjoni).
Is-settijiet tad-dejta użati u/jew analizzati fl-istudju attwali huma disponibbli mill-awturi rispettivi fuq talba raġonevoli.
Ħin tal-post: Jan-07-2023