Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን።የተወሰነ የሲኤስኤስ ድጋፍ ያለው የአሳሽ ስሪት እየተጠቀሙ ነው።ለበለጠ ልምድ፣ የዘመነ አሳሽ እንድትጠቀም እንመክርሃለን (ወይም የተኳኋኝነት ሁነታን በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር አሰናክል)።በተጨማሪም, ቀጣይነት ያለው ድጋፍ ለማረጋገጥ, ጣቢያውን ያለ ቅጦች እና ጃቫስክሪፕት እናሳያለን.
በአንድ ጊዜ የሶስት ስላይዶችን ካርሶል ያሳያል።በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለመንቀሳቀስ የቀደመውን እና ቀጣይ ቁልፎችን ይጠቀሙ ወይም በመጨረሻው ላይ ያሉትን ተንሸራታቾች በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለማለፍ ይጠቀሙ።
ቀጥተኛ የሌዘር ጣልቃገብነት (DLIP) ከጨረር-induced ወቅታዊ የወለል መዋቅር (LIPSS) ጋር ተዳምሮ ለተለያዩ ቁሳቁሶች ተግባራዊ ገጽታዎችን መፍጠር ያስችላል።ከፍተኛ አማካይ የሌዘር ኃይልን በመጠቀም የሂደቱ ውጤት ብዙውን ጊዜ ይጨምራል።ነገር ግን, ይህ ወደ ሙቀቱ ክምችት ይመራል, ይህም የተፈጠረውን የገጽታ ንድፍ ሸካራነት እና ቅርፅ ይነካል.ስለዚህ, በተፈጠሩት ንጥረ ነገሮች ላይ የንጥረትን የሙቀት መጠን ተፅእኖ በዝርዝር ማጥናት ያስፈልጋል.በዚህ ጥናት ውስጥ, የአረብ ብረት ንጣፍ በ 532 nm ከ ps-DLIP ጋር በመስመር ተዘጋጅቷል.በተፈጠረው የመሬት አቀማመጥ ላይ የንጥረትን የሙቀት መጠን ተፅእኖ ለመመርመር, የሙቀት መጠኑን ለመቆጣጠር የማሞቂያ ሳህን ጥቅም ላይ ይውላል.እስከ 250 \(^{\circ}\) С ማሞቅ የተፈጠሩት መዋቅሮች ከ 2.33 እስከ 1.06 µm ጥልቀት እንዲቀንስ አድርጓል።የተቀነሰው በንዑስ ፕላስቲን እህሎች እና በሌዘር-የተፈጠረው የገጽታ ኦክሳይድ አቀማመጥ ላይ በመመስረት ከተለያዩ የ LIPSS ዓይነቶች ገጽታ ጋር የተያያዘ ነው።ይህ ጥናት የሙቀት መከማቸትን ለመፍጠር ከፍተኛ አማካይ የሌዘር ሃይል ላይ የገጽታ ህክምና ሲደረግ የሚጠበቀውን የከርሰ ምድር ሙቀት ከፍተኛ ተጽእኖ ያሳያል።
በ ultrashort pulse laser irradiation ላይ የተመሰረቱ የገጽታ ህክምና ዘዴዎች በሳይንስ እና በኢንዱስትሪ ግንባር ቀደም ናቸው ምክንያቱም በጣም አስፈላጊ የሆኑትን ጠቃሚ ቁሳቁሶች የገጽታ ባህሪያትን በማሻሻል ችሎታቸው.በተለይም በሌዘር የተመረተ ብጁ ላዩን ተግባራዊነት በተለያዩ የኢንዱስትሪ ዘርፎች እና የአተገባበር ሁኔታዎች1፣2፣3 ዘመናዊ ነው።ለምሳሌ, Vercillo et al.ፀረ-በረዶ ባህሪያት በሌዘር-የተፈጠረው ሱፐርሀይድሮፎቢቲቲ ላይ በመመርኮዝ ለኤሮስፔስ አፕሊኬሽኖች በታይታኒየም alloys ላይ ታይተዋል።Epperlein et al በሌዘር ወለል መዋቅር የሚመረቱ ናኖሲዝድ ባህሪያት የባዮፊልም እድገትን ወይም በአረብ ብረት ናሙናዎች ላይ መከልከል ላይ ተጽዕኖ እንደሚያሳድሩ ዘግቧል።በተጨማሪም, Guai et al.በተጨማሪም የኦርጋኒክ የፀሐይ ህዋሶችን የእይታ ባህሪያት አሻሽሏል.6 ስለዚህ የሌዘር መዋቅር ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የወለል ንጣፎችን በቁጥጥር ስር በማዋል ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን መዋቅራዊ አካላትን ለማምረት ያስችላል።
እንደዚህ ያሉ ወቅታዊ የወለል ንጣፎችን ለማምረት ተስማሚ የሌዘር መዋቅር ቴክኒክ ቀጥተኛ የሌዘር ጣልቃገብነት ቅርፅ (DLIP) ነው።DLIP በማይክሮሜትር እና በናኖሜትር ክልል ውስጥ ባህሪያት ያላቸው በስርዓተ-ጥለት የተሰሩ ወለሎችን ለመመስረት በሁለት ወይም ከዚያ በላይ በሆኑ የሌዘር ጨረሮች አቅራቢያ ባለው ጣልቃገብነት ላይ የተመሠረተ ነው።በሌዘር ጨረሮች ብዛት እና ፖላላይዜሽን ላይ በመመስረት DLIP የተለያዩ አይነት የመሬት አቀማመጥ አወቃቀሮችን መንደፍ እና መፍጠር ይችላል።ተስፋ ሰጭ አቀራረብ የዲኤልአይፒ መዋቅሮችን በሌዘር-ኢንduced ወቅታዊ የወለል ህንጻዎች (LIPSS) በማጣመር ውስብስብ መዋቅራዊ ተዋረድ ያለው የገጽታ አቀማመጥ መፍጠር ነው።በተፈጥሮ እነዚህ ተዋረዶች ከአንድ ደረጃ ሞዴሎች የበለጠ የተሻለ አፈፃፀም እንደሚሰጡ ታይተዋል13.
የLIPSS ተግባር እየጨመረ በሚሄደው የጨረር መጠን ስርጭት ላይ የተመሰረተ ራስን የማጉላት ሂደት (አዎንታዊ ግብረመልስ) ተገዥ ነው።ይህ የሆነበት ምክንያት የተተገበሩ ሌዘር ጥራዞች ቁጥር 14, 15, 16 እየጨመረ በሄደ መጠን ናኖሮቢስነት በመጨመሩ ነው. ሞጁሌሽን የሚከሰተው በኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በሚፈነጥቀው ሞገድ ጣልቃ ገብነት ምክንያት ነው 15,17,18,19,20,21 የተበታተኑ የሞገድ ክፍሎች ወይም የወለል ፕላስሞኖች.የ LIPSS ምስረታ እንዲሁ በ pulses22,23 ጊዜ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል።በተለይም ከፍተኛ አማካይ የሌዘር ሃይሎች ለከፍተኛ ምርታማነት ላዩን ህክምናዎች በጣም አስፈላጊ ናቸው።ይህ ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ድግግሞሽ መጠኖችን ማለትም በMHz ክልል ውስጥ መጠቀምን ይጠይቃል።በዚህም ምክንያት በሌዘር ጥራጥሬዎች መካከል ያለው የጊዜ ርቀት አጭር ነው, ይህም ወደ ሙቀት ክምችት ውጤቶች 23, 24, 25, 26. ይህ ተጽእኖ በሌዘር ጠለፋ ወቅት የንድፍ አሰራርን በእጅጉ ሊጎዳ የሚችል አጠቃላይ የሙቀት መጠን መጨመር ያስከትላል.
በቀድሞው ሥራ, Rudenko et al.እና Tzibidis et al.የሙቀት መከማቸት ሲጨምር በጣም አስፈላጊ መሆን ያለበት ኮንቬክቲቭ አወቃቀሮችን የመፍጠር ዘዴ ተብራርቷል19,27.በተጨማሪ, Bauer et al.ወሳኝ የሆነውን የሙቀት ክምችት ከማይክሮን ወለል አወቃቀሮች ጋር ያዛምዱ።ይህ በሙቀት ምክንያት የሚፈጠር የመዋቅር ሂደት ቢሆንም የሂደቱን ምርታማነት ድግግሞሹን28 በመጨመር ብቻ ማሻሻል እንደሚቻል ይታመናል።ምንም እንኳን ይህ በተራው, በሙቀት ማከማቻ ውስጥ ከፍተኛ ጭማሪ ከሌለ ሊገኝ አይችልም.ስለዚህ፣ ባለብዙ ደረጃ ቶፖሎጂን የሚያቀርቡ የሂደት ስልቶች የሂደቱን ኪነቲክስ እና መዋቅር ምስረታ ሳይቀይሩ ወደ ከፍተኛ ድግግሞሽ ተመኖች ተንቀሳቃሽ ላይሆኑ ይችላሉ።በዚህ ረገድ የንዑስ ፕላስተር ሙቀት በ DLIP ምስረታ ሂደት ላይ እንዴት እንደሚጎዳ መመርመር በጣም አስፈላጊ ነው, በተለይም በአንድ ጊዜ በ LIPSS መፈጠር ምክንያት የተደራረቡ የወለል ንድፎችን ሲሰሩ.
የዚህ ጥናት አላማ በዲኤልአይፒ አይዝጌ ብረት ሂደት ps pulses በመጠቀም በተፈጠረው የገጽታ አቀማመጥ ላይ የንዑስ ስትሬት ሙቀት ተጽእኖን መገምገም ነበር።በሌዘር ሂደት ውስጥ, የሙቀት ሰሃን በመጠቀም የናሙናውን የሙቀት መጠን እስከ 250 \ (^\ cir \) C.የተገኙት የወለል አወቃቀሮች ኮንፎካል ማይክሮስኮፕ፣ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒን በመቃኘት እና በሃይል የሚበተን የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒን በመጠቀም ተለይተዋል።
በመጀመሪያዎቹ ተከታታይ ሙከራዎች የአረብ ብረት ንጣፍ የተሰራው ባለ ሁለት-ጨረር DLIP ውቅር በመጠቀም በ4.5µm የቦታ ጊዜ እና የ \(T_{\mathrm {s}}\) 21 \(^{\circ) የሙቀት መጠን }\) ሐ፣ ከዚህ በኋላ “የማይሞቅ” ወለል ተብሎ ይጠራል።በዚህ ሁኔታ የ pulse መደራረብ \(o_{\mathrm {p}}\) በሁለት ጥራዞች መካከል ያለው ርቀት እንደ የቦታ መጠን ነው።ከ 99.0% (በቦታው 100 ጥራዞች) ወደ 99.67% (በቦታው 300 ጥራዞች) ይለያያል.በሁሉም ሁኔታዎች, ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬ \(\ Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J / cm \ (^ 2 \) (ለ Gaussian አቻ ያለ ጣልቃገብነት) እና ድግግሞሽ f = 200 kHz ጥቅም ላይ ውሏል.የሌዘር ጨረር የፖላራይዜሽን አቅጣጫ ከአቀማመጥ ሠንጠረዥ እንቅስቃሴ ጋር ትይዩ ነው (ምስል 1 ሀ) ፣ እሱም በሁለት-ጨረር ጣልቃ-ገብ ንድፍ ከተፈጠረ መስመራዊ ጂኦሜትሪ አቅጣጫ ጋር ትይዩ ነው።የፍተሻ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሴም) በመጠቀም የተገኙት መዋቅሮች ተወካይ ምስሎች በምስል ውስጥ ይታያሉ.1 ሀ–ሐ.የ SEM ምስሎችን ከመልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ አንጻር ለመደገፍ, በሚገመገሙ መዋቅሮች ላይ ፎሪየር ትራንስፎርሞች (ኤፍኤፍቲዎች, በጨለማ ውስጠቶች ውስጥ ይታያሉ).በሁሉም ሁኔታዎች፣ የተገኘው DLIP ጂኦሜትሪ በ4.5µm የቦታ ጊዜ ታይቷል።
ለጉዳዩ \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% በጨለማው የበለስ.1 ሀ ፣ ከተጋላጭነት ከፍተኛው አቀማመጥ ጋር የሚዛመድ ፣ አንድ ሰው ትናንሽ ትይዩ አወቃቀሮችን የያዙ ጎድሮችን ማየት ይችላል።ናኖፓርቲክል በሚመስል መልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ በተሸፈኑ ደማቅ ባንዶች ይቀያየራሉ።ምክንያቱም በግርዶሾቹ መካከል ያለው ትይዩ መዋቅር ከሌዘር ጨረሩ ፖላራይዜሽን ጋር ቀጥ ያለ ይመስላል እና \(\ Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) 418 \(\pm 65\) nm ፣ በትንሹ ከጨረር የሞገድ ርዝመት ያነሰ \(\ lambda \) (532 nm) ዝቅተኛ የቦታ ድግግሞሽ (LSFL-I) 15,18 LIPSS ተብሎ ሊጠራ ይችላል.LSFL-I በኤፍኤፍቲ ውስጥ “s” መበተን15,20 የሚባል የs-type ምልክት ያመነጫል።ስለዚህ፣ ምልክቱ ከጠንካራው ማዕከላዊ ቋሚ ኤለመንት ጋር ቀጥ ያለ ነው፣ እሱም በተራው በዲኤልአይፒ መዋቅር (\(\ Lambda _{\mathrm {DLIP}}\) \(\approx\) 4.5 µm) የተፈጠረ ነው።በኤፍኤፍቲ ምስል ውስጥ ባለው የ DLIP ስርዓተ-ጥለት መስመራዊ መዋቅር የተፈጠረው ምልክት “DLIP-type” ተብሎ ይጠራል።
DLIP በመጠቀም የተፈጠሩ የወለል ህንጻዎች ሴኤም ምስሎች።ከፍተኛው የኃይል ጥግግት \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm \(^2\) (ምንም ጫጫታ ለሌለው Gaussian አቻ) እና ድግግሞሽ መጠን f = 200 kHz ነው።ምስሎቹ የናሙና ሙቀት፣ ፖላራይዜሽን እና ተደራቢ ያሳያሉ።የትርጉም ደረጃ እንቅስቃሴ በ (ሀ) ውስጥ በጥቁር ቀስት ምልክት ተደርጎበታል.ጥቁሩ ማስገቢያ ከ37.25\(\times\) 37.25 µm SEM ምስል የተገኘውን ተዛማጅ FFT ያሳያል (ሞገድ እስኪሆን ድረስ ይታያል \(\vec {k}\cdot (2\pi)^ {-1}\) = 200 nm)የሂደቱ መመዘኛዎች በእያንዳንዱ ስእል ውስጥ ይጠቁማሉ.
ወደ ስእል 1 የበለጠ ስንመለከት፣ የ \(o_{\mathrm {p}}\) መደራረብ ሲጨምር የሲግሞይድ ሲግናል በኤፍኤፍቲ ኤክስ ዘንግ ላይ የበለጠ ያተኮረ መሆኑን ማየት ትችላለህ።የተቀረው LSFL-I የበለጠ ትይዩ የመሆን አዝማሚያ አለው።በተጨማሪም ፣ የኤስ-አይነት ምልክት አንጻራዊ ጥንካሬ ቀንሷል እና የ DLIP-አይነት ምልክት ጥንካሬ ጨምሯል።ይህ የሆነበት ምክንያት ከጊዜ ወደ ጊዜ በሚታዩ ጉድጓዶች እና መደራረብ ምክንያት ነው።እንዲሁም በ s እና በመሃል መካከል ያለው የ x-ዘንግ ምልክት ከ LSFL-I ጋር ተመሳሳይ አቅጣጫ ካለው ግን ረዘም ያለ ጊዜ (\(\ Lambda _\mathrm {b}\) \(\ approx \) ካለው መዋቅር መምጣት አለበት። 1.4 ± 0.2 µm) በስእል 1 ሐ) እንደሚታየው።ስለዚህ, የእነሱ አፈጣጠር በጉድጓዱ መሃል ላይ የጉድጓድ ንድፍ ነው ተብሎ ይታሰባል.አዲሱ ባህሪም በከፍተኛ የድግግሞሽ ክልል (ትልቅ የሞገድ ቁጥር) የ ordinate ውስጥ ይታያል።ምልክቱ የሚመጣው ከትይዩ ሞገዶች በመቆፈሪያው ተዳፋት ላይ ነው፣ በተለይም በአደጋው ጣልቃገብነት እና በተንሸራታቾች ላይ ወደፊት በሚያንጸባርቅ ብርሃን 9,14።በሚከተለው ውስጥ፣ እነዚህ ሞገዶች በ LSFL \ (_ \ mathrm {edge} \) እና ምልክቶቻቸው - በአይነት -s \ (_ {\mathrm {p)) \) ይገለጻሉ።
በሚቀጥለው ሙከራ የናሙናው የሙቀት መጠን እስከ 250 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ድረስ "ሞቃታማ" ተብሎ በሚጠራው ቦታ ላይ ደርሷል.መዋቅሩ የተካሄደው በቀድሞው ክፍል (ምስል 1a-1c) ላይ በተጠቀሱት ሙከራዎች በተመሳሳይ የማቀነባበሪያ ስልት መሰረት ነው.የ SEM ምስሎች በምስል 1d-f ላይ እንደሚታየው የተገኘውን የመሬት አቀማመጥ ያሳያሉ.ናሙናውን እስከ 250 ሴ ድረስ ማሞቅ የ LSFL ገጽታ መጨመር ያስከትላል, አቅጣጫው ከሌዘር ፖላራይዜሽን ጋር ትይዩ ነው.እነዚህ አወቃቀሮች እንደ LSFL-II ሊገለጹ እና የቦታ ጊዜ \(\ Lambda _\mathrm {LSFL-II}\) 247 ± 35 nm አላቸው.የ LSFL-II ምልክት በከፍተኛ ሁነታ ድግግሞሽ ምክንያት በኤፍኤፍቲ ውስጥ አይታይም.\(o_{\mathrm {p}}\) ከ 99.0 ወደ 99.67 \(\%\) ሲጨምር (ምስል 1d-e) ፣ የብሩህ ባንድ ክልል ስፋት ጨምሯል ፣ ይህም የ DLIP ምልክት እንዲታይ አድርጓል ። ከከፍተኛ ድግግሞሽ በላይ.የሞገድ ቁጥሮች (ዝቅተኛ ድግግሞሾች) እና ወደ FFT መሃል ይቀየራሉ።በስእል 1 ዲ ውስጥ ያሉት የጉድጓድ ረድፎች ከ LSFL-I22,27 ጋር ቀጥ ብለው የተሰሩ ግሩቭስ የሚባሉት ቀዳሚዎች ሊሆኑ ይችላሉ።በተጨማሪም, LSFL-II አጭር እና መደበኛ ያልሆነ ቅርጽ ያለው ይመስላል.እንዲሁም በዚህ ጉዳይ ላይ ናኖግራይን ሞርፎሎጂ ያላቸው ብሩህ ባንዶች አማካኝ መጠን አነስተኛ መሆኑን ልብ ይበሉ።በተጨማሪም የእነዚህ ናኖፓርተሎች መጠን ስርጭት ከማሞቂያው ያነሰ የተበታተነ (ወይንም ወደ ጥቃቅን ብስባሽነት የሚመራ) ሆኖ ተገኝቷል.በጥራት፣ ይህ በቅደም ተከተል አሃዞች 1a፣ d ወይም b፣ e በማነጻጸር ሊገመገም ይችላል።
መደራረብ \(o_{\mathrm {p}}\) ወደ 99.67% ሲያድግ (ምስል 1f) ፣ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመሩ በመጡ ቁጣዎች የተነሳ የተለየ መልክአ ምድራዊ አቀማመጥ ታየ።ነገር ግን፣ እነዚህ ጉድጓዶች ከቁጥር 1 ሐ ያነሰ የታዘዙ እና ጥልቀት ያላቸው ሆነው ይታያሉ።በምስሉ ብርሃን እና ጨለማ ቦታዎች መካከል ያለው ዝቅተኛ ንፅፅር በጥራት ይታያል።እነዚህ ውጤቶች በ FFT ordinate ደካማ እና የተበታተነ ምልክት በምስል 1f ላይ ከኤፍኤፍቲ ጋር ሲነፃፀሩ የበለጠ ይደገፋሉ።1b እና e ን ሲያወዳድሩ ትናንሽ ስትሮዎች በማሞቂያው ላይ ታይተዋል፣ ይህም ከጊዜ በኋላ በአጉሊ መነጽር የተረጋገጠ ነው።
ከቀደምት ሙከራ በተጨማሪ የሌዘር ጨረሩ ፖላራይዜሽን በ90 \(^{\circ}\) ዞሯል፣ ይህም የፖላራይዜሽን አቅጣጫ ወደ አቀማመጥ መድረክ እንዲሄድ አድርጓል።በለስ ላይ.2a-c የመዋቅር ምስረታ የመጀመሪያ ደረጃዎችን ያሳያል፣ \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% በማይሞቅ (ሀ) ፣ በሙቀት (ለ) እና በሙቀት 90 \ (^{\ circ }\) - ጉዳይ በሚሽከረከር ፖላራይዜሽን (ሐ)።የአወቃቀሮችን ናኖቶፖግራፊ በዓይነ ሕሊናህ ለማየት፣ ባለቀለም ካሬዎች ምልክት የተደረገባቸው ቦታዎች በምስል ላይ ይታያሉ።2d፣ በሰፋ መጠን።
DLIP በመጠቀም የተፈጠሩ የወለል ህንጻዎች ሴኤም ምስሎች።የሂደቱ መለኪያዎች በስእል 1 ውስጥ አንድ አይነት ናቸው.ምስሉ የሙቀት መጠን \(T_s \) ፣ የፖላራይዜሽን እና የልብ ምት መደራረብ \(o_\mathrm {p}\) ያሳያል።ጥቁሩ ማስገቢያ ተጓዳኝ ፎሪየር ለውጥን እንደገና ያሳያል።በ (መ) (i) ውስጥ ያሉት ምስሎች በ (a) (ሐ) ውስጥ ምልክት የተደረገባቸው ቦታዎች ማጉላት ናቸው።
በዚህ ሁኔታ, በስእል 2b,c በጨለማ ቦታዎች ውስጥ ያሉ አወቃቀሮች ፖላራይዜሽን ስሱ እንደሆኑ እና ስለዚህ LSFL-II14, 20, 29, 30 የሚል ስያሜ ተሰጥቷቸዋል. በተለይም የ LSFL-I አቅጣጫም እንዲሁ ይሽከረከራል ( ምስል 2g, i), በተዛማጅ FFT ውስጥ ካለው የ s-type ምልክት አቅጣጫ ሊታይ ይችላል.የ LSFL-I ክፍለ ጊዜ የመተላለፊያ ይዘት ከክፍለ-ቢ ጋር ሲነጻጸር ትልቅ ሆኖ ይታያል፣ እና ክልሉ በምስል 2c ላይ ወደ ትናንሽ ወቅቶች ይቀየራል፣በተስፋፋው s-አይነት ምልክት።ስለዚህ, የሚከተለው የ LSFL የቦታ ጊዜ በተለያየ የሙቀት መጠን ናሙና ላይ ሊታይ ይችላል-\(\ Lambda _{\mathrm {LSFL-I}} \) = 418 \ (\pm 65 \) nm በ 21 ^{ \circ }\) ሐ (ምስል 2 ሀ)፣ \(\ Lambda _{\mathrm {LSFL-I}} \) = 445 \(~\pm \) 67 nm እና \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-II) }} \) = 247 ± 35 nm በ 250 ° ሴ (ስዕል 2 ለ) ለ s ፖላራይዜሽን.በተቃራኒው የፒ-ፖላራይዜሽን እና 250 \(^{\circ}\) C የቦታ ጊዜ ከ \(\ Lambda _{\mathrm {LSFL-I)) \) = 390 \(\pm 55\) ጋር እኩል ነው። ) nm እና \(\ Lambda_{\mathrm{LSFL-II}}\) = 265±35 nm (ምስል 2c)።
በተለይም ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የናሙናውን የሙቀት መጠን በመጨመር ብቻ የገጽታ ሞርፎሎጂ በሁለት ጽንፎች መካከል መቀያየር ይችላል፣ ይህም (i) LSFL-I ኤለመንቶችን ብቻ የያዘውን ወለል እና (ii) በ LSFL-II የተሸፈነ አካባቢን ጨምሮ።የዚህ ልዩ የLIPSS አይነት በብረታ ብረት ላይ መፈጠር ከወለል ኦክሳይድ ንብርብሮች ጋር የተቆራኘ ስለሆነ፣ የኢነርጂ ስርጭት የኤክስሬይ ትንተና (EDX) ተካሂዷል።ሠንጠረዥ 1 የተገኘውን ውጤት ጠቅለል አድርጎ ያቀርባል.እያንዳንዱ ውሳኔ የሚከናወነው በተቀነባበረው ናሙና ወለል ላይ በተለያየ ቦታ ላይ ቢያንስ አራት ስፔክተሮችን በአማካይ በማድረግ ነው.መለኪያዎቹ የሚከናወኑት በተለያየ የናሙና የሙቀት መጠን \(T_\mathrm{s}\) እና የናሙና ወለል የተለያዩ አቀማመጥ ያልተዋቀሩ ወይም የተዋቀሩ አካባቢዎችን የያዘ ነው።ልኬቶቹ እንዲሁ በቀጥታ ከታከመው ቀልጦ ካለው አካባቢ በታች ስለሚገኙት ጥልቀት ያለው ኦክሳይድድድድድድ ንብርብሮች መረጃ ይይዛሉ፣ ነገር ግን በኤዲኤክስ ትንተና በኤሌክትሮን ዘልቆ ጥልቀት ውስጥ።ይሁን እንጂ EDX የኦክስጂንን ይዘት ለመለካት ባለው ችሎታ የተገደበ መሆኑን ልብ ሊባል የሚገባው ነው, ስለዚህ እዚህ ያሉት እሴቶች የጥራት ግምገማ ብቻ ሊሰጡ ይችላሉ.
የናሙናዎቹ ያልታከሙ ክፍሎች በሁሉም የአሠራር ሙቀቶች ውስጥ ከፍተኛ መጠን ያለው ኦክስጅን አላሳዩም.ከጨረር ህክምና በኋላ በሁሉም ሁኔታዎች የኦክስጂን መጠን ጨምሯል31.በሁለቱ ያልታከሙ ናሙናዎች መካከል ያለው የንጥል ስብጥር ልዩነት ለንግድ ብረት ናሙናዎች እንደተጠበቀው ነበር እና በሃይድሮካርቦን ብክለት32 ምክንያት ለኤአይኤስአይ 304 ብረት ከአምራቹ መረጃ ወረቀት ጋር ሲነፃፀር በጣም ከፍ ያለ የካርበን ዋጋዎች ተገኝተዋል።
የግሩቭ ጠለፋ ጥልቀት መቀነስ እና ከ LSFL-I ወደ LSFL-II ሊደረጉ ስለሚችሉ ምክንያቶች ከመወያየትዎ በፊት የኃይል ስፔክትራል ጥግግት (PSD) እና የከፍታ መገለጫዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
(i) የገጽታ የኳሲ-ሁለት-ልኬት መደበኛ የኃይል ስፔክትራል ጥግግት (Q2D-PSD) በስእል 1 እና 2. 1 እና 2 እንደ SEM ምስሎች ይታያል። PSD የተለመደ ስለሆነ፣ የድምር ምልክት መቀነስ አለበት በቋሚው ክፍል (k \(\le\) 0.7 µm\(^{-1}\) ላይ እንደጨመረ ተረድቷል፣ አልታየም)፣ ማለትም ልስላሴ።(ii) ተጓዳኝ አማካይ የወለል ከፍታ መገለጫ።የናሙና ሙቀት \(T_s
የሴኤም ምስሎችን ስሜት ለመለካት በ x ወይም y አቅጣጫ ያሉትን ሁሉንም ባለ አንድ-ልኬት (1D) የሃይል ስፔክራል እፍጋቶች (PSDs) አማካኝ ቢያንስ ከሶስት ሴኤም ምስሎች ለእያንዳንዱ ግቤት ተፈጠረ።ተዛማጁ ግራፍ በምስል 3i ላይ የምልክት ድግግሞሹን መለዋወጥ እና ለትክንቱ ያለውን አንጻራዊ አስተዋፅኦ ያሳያል።
በለስ ላይ.3ia፣ c፣ e፣ የ DLIP ጫፍ በ \(k_{\mathrm {DLIP}}~=~2\pi\)(4.5 µm)\(^{-1}\) = 1.4 µm \ ( ^{-) አጠገብ ይበቅላል። 1}\) ወይም ተጓዳኝ ከፍተኛ ሃርሞኒክስ መደራረብ ሲጨምር \(o_{\mathrm {p))\)።የመሠረታዊው ስፋት መጨመር ከ LRIB መዋቅር ጠንካራ እድገት ጋር የተያያዘ ነው.የከፍተኛ ሃርሞኒክስ ስፋት ከዳገቱ ቁልቁል ጋር ይጨምራል።ለአራት ማዕዘን ተግባራት እንደ ጉዳዮችን መገደብ፣ መጠጋቱ ትልቁን የድግግሞሽ ብዛት ይፈልጋል።ስለዚህ በPSD ውስጥ በ1.4 µm\(^{-1}\) ያለው ጫፍ እና ተጓዳኝ ሃርሞኒኮች ለጉድጓድ ቅርጽ የጥራት መለኪያዎች ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ።
በተቃራኒው፣ በስእል 3(i)b፣d,f ላይ እንደሚታየው፣የሞቀው ናሙና PSD በየራሳቸው ሃርሞኒክስ ያነሰ ምልክት ያላቸው ደካማ እና ሰፊ ጫፎችን ያሳያል።በተጨማሪ, በ fig.3(i)f የሚያሳየው ሁለተኛው ሃርሞኒክ ሲግናል ከመሠረታዊ ሲግናል በላይ መሆኑን ነው።ይህ የጦፈ ናሙናውን የበለጠ መደበኛ ያልሆነ እና ብዙም ያልተነገረውን የ DLIP መዋቅር ያንፀባርቃል (ከ \(T_s \) = 21 \(^\circ \) C ጋር ሲነጻጸር)።ሌላው ባህሪው መደራረብ \(o_{\mathrm {p}}\) ሲጨምር፣ የተገኘው የ LSFL-I ምልክት ወደ ትንሽ የሞገድ ቁጥር (ረጅም ጊዜ) ይቀየራል።ይህ በዲኤልአይፒ ሁነታ ጠርዝ መጨመር እና በተዛማጅ የአካባቢያዊ የአደጋ አንግል መጨመር ሊገለፅ ይችላል14,33.ይህን አዝማሚያ ተከትሎ፣ የLSFL-I ምልክት መስፋፋት ሊገለጽ ይችላል።ከዳገቱ ቁልቁል በተጨማሪ፣ በዲኤልአይፒ መዋቅር ስር ከታች እና ከጭንቅላቱ በላይ ያሉት ጠፍጣፋ ቦታዎችም አሉ፣ ይህም ሰፊ የ LSFL-I ክፍለ ጊዜ እንዲኖር ያስችላል።በጣም ለሚስቡ ቁሳቁሶች፣ የ LSFL-I ጊዜ ብዙውን ጊዜ እንደሚከተለው ይገመታል፡-
\(\theta\) የክስተቱ አንግል ሲሆን እና s እና p ንኡስ ስክሪፕቶች የተለያዩ የፖላራይዜሽን ስራዎችን ያመለክታሉ33.
በስእል 4 ላይ እንደሚታየው ለዲኤልአይፒ ማዋቀር የተከሰተበት አውሮፕላን ብዙውን ጊዜ በአቀማመጥ መድረክ እንቅስቃሴ ላይ ቀጥ ያለ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል (ቁሳቁሶች እና ዘዴዎች ክፍልን ይመልከቱ)።ስለዚህ, s-polarization, እንደ አንድ ደንብ, ከመድረክ እንቅስቃሴ ጋር ትይዩ ነው, እና p-polarization ወደ እሱ ቀጥ ያለ ነው.እንደ ቀመር.(1)፣ ለ s-polarization፣ የ LSFL-I ምልክት ወደ ትናንሽ የሞገድ ቁጥሮች መስፋፋት እና መቀየር ይጠበቃል።ይህ በ \ (\ theta \) እና የማዕዘን ክልል \ (\ ቴታ \ pm \ ዴልታ \ ቴታ \) በመጨመሩ የጉድጓዱ ጥልቀት እየጨመረ በመምጣቱ ነው.ይህ በስእል 3ia,c,e ውስጥ ያሉትን የኤልኤስኤፍኤል-I ጫፎች በማወዳደር ሊታይ ይችላል.
በስእል ላይ እንደሚታየው ውጤቶች.1c፣ LSFL\(_\mathrm {edge}\) በተዛማጅ PSD በ fig.3 ማለትም.በለስ ላይ.3ig,h PSD ለ p-polarization ያሳያል።በ DLIP ጫፎች ውስጥ ያለው ልዩነት በማሞቅ እና በማይሞቁ ናሙናዎች መካከል የበለጠ ግልጽ ነው.በዚህ ሁኔታ, ከ LSFL-I የሚመጣው ምልክት ከዲኤልአይፒ ጫፍ ከፍተኛ harmonics ጋር ይደራረባል, ይህም በ lasing የሞገድ ርዝመት አቅራቢያ ያለውን ምልክት ይጨምራል.
ውጤቶቹን በበለጠ ዝርዝር ለመወያየት፣ በስእል 3ii ውስጥ በዲኤልአይፒ መስመራዊ ከፍታ ስርጭት በተለያዩ ሙቀቶች መካከል ያለውን መዋቅራዊ ጥልቀት እና መደራረብ ያሳያል።የላይኛው ቁመታዊ ከፍታ መገለጫ የሚገኘው በዲኤልአይፒ መዋቅር መሃል ዙሪያ አሥር ግለሰባዊ ቁመታዊ ከፍታ መገለጫዎች በአማካይ ነው።ለእያንዳንዱ የተተገበረ የሙቀት መጠን, መዋቅሩ ጥልቀት እየጨመረ የሚሄደው የልብ ምት መደራረብ ይጨምራል.የሙቀቱ ናሙና መገለጫ ከ 0.87 µm ለኤስ-ፖላራይዜሽን እና 1.06 µm ለ p-polarization አማካኝ ከፒክ-ወደ-ፒክ (pvp) እሴቶች ጋር ጎድጎድ ያሳያል።በአንፃሩ፣ s-polarization እና p-polarization of the unheated sample pvp 1.75 µm እና 2.33 µm፣ በቅደም ተከተል ያሳያሉ።ተዛማጁ pvp በከፍታ መገለጫ ውስጥ በ fig.3ii.እያንዳንዱ የPvP አማካኝ በአማካይ ስምንት ነጠላ ፒቪፒዎች ይሰላል።
በተጨማሪ, በ fig.3iig,h የፒ-ፖላራይዜሽን ከፍታ ስርጭቱን ከአቀማመጥ ስርዓቱ እና ከጉድጓድ እንቅስቃሴ ጋር በማነፃፀር ያሳያል።የፒ-ፖላራይዜሽን አቅጣጫ በ 1.75 µm pvp ላይ ካለው s-polarization ጋር ሲነፃፀር በትንሹ ከፍ ያለ pvp በ 2.33 µm ስለሚያስገኝ በግሩቭ ጥልቀት ላይ በጎ ተጽእኖ ይኖረዋል።ይህ ደግሞ የአቀማመጥ መድረክ ስርዓትን ከጉድጓዶች እና እንቅስቃሴ ጋር ይዛመዳል.ይህ ተጽእኖ በ s-polarization ሁኔታ ውስጥ ከ p-polarization (ምስል 2f, h ይመልከቱ) ጋር ሲነፃፀር በትንሽ መዋቅር ምክንያት ሊከሰት ይችላል, ይህም በሚቀጥለው ክፍል የበለጠ ይብራራል.
የውይይቱ ዓላማ በሙቀት ናሙናዎች ውስጥ በዋናው የ LIPS ክፍል (LSFL-I እስከ LSFL-II) ለውጥ ምክንያት የጉድጓድ ጥልቀት መቀነስን ማብራራት ነው.ስለዚህ የሚከተሉትን ጥያቄዎች መልሱ።
የመጀመሪያውን ጥያቄ ለመመለስ ለጠለፋ ቅነሳ ተጠያቂ የሆኑትን ዘዴዎች ግምት ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ነው.በተለመደው ሁኔታ ለአንድ ነጠላ የልብ ምት, የጠለፋው ጥልቀት እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል.
\(\ delta _{\mathrm {E}}\) የኢነርጂ ጥልቀት ጥልቀት ሲሆን \(\Phi\) እና \(\Phi _{\mathrm {th}}\) የመምጠጥ ቅልጥፍና እና የ Ablation ቅልጥፍና ሲሆኑ ጣራ በቅደም ተከተል 34 .
በሂሳብ, የኃይል ዘልቆ ጥልቀት በጠለፋው ጥልቀት ላይ ተባዝቶ ተጽእኖ ይኖረዋል, የኃይል ለውጥ ሎጋሪዝም ውጤት አለው.ስለዚህ የቅልጥፍና ለውጦች \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) እስካልሆኑ ድረስ \(\Delta z\) ላይ ተጽእኖ አይኖራቸውም።ነገር ግን፣ ጠንካራ ኦክሲዴሽን (ለምሳሌ፣ በክሮሚየም ኦክሳይድ መፈጠር ምክንያት) ከCR-Cr ቦንዶች ጋር ሲነፃፀር ወደ ጠንካራ የCR-O35 ቦንዶች ይመራል፣በዚህም የመጥፋት ገደብ ይጨምራል።ስለዚህ፣ \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) ከአሁን በኋላ አልረካም፣ ይህም የኢነርጂ ፍሰት እፍጋትን በመቀነስ የጠለፋ ጥልቀት በፍጥነት እንዲቀንስ ያደርጋል።በተጨማሪም, በ oxidation ሁኔታ እና በ LSFL-II ጊዜ መካከል ያለው ዝምድና ይታወቃል, ይህም በራሱ nanostructure ላይ ለውጦች እና የወለል oxidation30,35 ምክንያት የገጽታ የጨረር ባህሪያት ሊገለጽ ይችላል.ስለዚህ የመምጠጥ ቅልጥፍና \(\ Phi \) ትክክለኛው የገጽታ ስርጭት በመዋቅራዊ ጊዜ እና በኦክሳይድ ንብርብር ውፍረት መካከል ባለው ውስብስብ ተለዋዋጭነት ምክንያት ነው።በጊዜው ላይ በመመስረት, nanostructure በጥብቅ መስክ ውስጥ ስለታም ጭማሪ, ላዩን plasmons መካከል excitation, ያልተለመደ ብርሃን ማስተላለፍ ወይም መበተን 17,19,20,21 ምክንያት እየተዋጠ የኃይል ፍሰት ስርጭት ላይ ተጽዕኖ.ስለዚህ \(\Phi \) በገፀ ምድር አቅራቢያ በጣም ተመሳሳይነት የለውም እና \(\ ዴልታ _ {E} ^ {-1} \በግምት \delta _{\mathrm {E}}^{-1}\) ለጠቅላላው ቅርብ-ገጽታ።የኦክሳይድ ፊልም ውፍረት በአብዛኛው የተመካው በጠንካራው ጊዜ ላይ ነው [26]፣ የስም ውጤቶቹ በናሙና ሙቀት ላይ ይመረኮዛሉ።በማሟያ ቁሳቁስ ውስጥ በስእል S1 ላይ የሚታዩት የኦፕቲካል ማይክሮግራፎች በኦፕቲካል ባህሪያት ላይ ለውጦችን ያመለክታሉ.
እነዚህ ተፅዕኖዎች በስእል 1d፣e እና 2b፣c እና 3(ii)b፣d፣f ላይ በሚገኙ ጥቃቅን የወለል ንጣፎች ላይ ያለውን ጥልቀት የሌለውን የቦይ ጥልቀት በከፊል ያብራራሉ።
LSFL-II በሴሚኮንዳክተሮች፣ ዳይኤሌክትሪክ እና ለኦክሳይድ ተጋላጭ በሆኑ ቁሶች ላይ እንደሚፈጠር ይታወቃል14,29,30,36,37.በኋለኛው ሁኔታ, የላይኛው ኦክሳይድ ንብርብር ውፍረት በተለይ አስፈላጊ30 ነው.የተካሄደው የ EDX ትንተና በተቀነባበረው ገጽ ላይ የወለል ኦክሳይድ መፈጠርን አሳይቷል.ስለዚህ, ላልተሞቁ ናሙናዎች, የከባቢ አየር ኦክሲጅን በከፊል የጋዝ ቅንጣቶችን እና በከፊል የገጽታ ኦክሳይድ እንዲፈጠር አስተዋጽኦ ያደርጋል.ሁለቱም ክስተቶች ለዚህ ሂደት ትልቅ አስተዋፅዖ ያደርጋሉ።በተቃራኒው, ለሞቁ ናሙናዎች, የተለያዩ የኦክሳይድ ግዛቶች የብረት ኦክሳይድ (SiO \ (_{\mathrm {2}}\), Cr \ (_{\mathrm {n}} \) O \ (_{\mathrm { m}}\ ) ፌ \(_{\mathrm {n}}\)O\(_{\mathrm {m}}\) ፣ ኒኦ ፣ ወዘተ) ግልፅ ናቸው 38 በድጋፍ።ከሚፈለገው የኦክሳይድ ንብርብር በተጨማሪ የንዑስ ሞገድ ሸካራነት፣ በዋናነት ከፍተኛ የቦታ ድግግሞሽ LIPSS (HSFL) መኖሩ የሚፈለገውን የንዑስ ሞገድ ርዝመት (ዲ-አይነት) ጥንካሬ ሁነታዎች14,30 ለመፍጠር አስፈላጊ ነው።የመጨረሻው የ LSFL-II ጥንካሬ ሁነታ የ HSFL amplitude እና የኦክሳይድ ውፍረት ተግባር ነው።የዚህ ሁናቴ ምክንያት በኤችኤስኤፍኤል የተበተነው የብርሃን የሩቅ መስክ ጣልቃገብነት እና ብርሃን ወደ ቁሳቁሱ የገባ እና በላይኛው ዳይኤሌክትሪክ ቁሳቁስ20,29,30 ውስጥ የሚራባው ብርሃን ነው።በማሟያ ቁሳቁሶች ክፍል ውስጥ በስእል S2 ላይ ያለው የገጽታ ጥለት ጠርዝ SEM ምስሎች ቀደም ሲል የነበረውን HSFL የሚያመለክቱ ናቸው።ይህ ውጫዊ ክልል የ HSFL ምስረታ ያስችላል ያለውን ኃይለኛ ስርጭት ዳርቻ, በደካማ ተጽዕኖ ነው.በጥንካሬው ስርጭቱ ሲምሜትሪ ምክንያት፣ ይህ ተፅዕኖ በፍተሻ አቅጣጫም ይከናወናል።
የናሙና ማሞቂያ የ LSFL-II ምስረታ ሂደትን በበርካታ መንገዶች ይነካል.በአንድ በኩል፣ የናሙና ሙቀት \(T_\mathrm{s}\) መጨመር ከቀለጠ ንብርብር26 ውፍረት ይልቅ በማጠናከሪያው እና በማቀዝቀዝ መጠን ላይ የበለጠ ተጽእኖ አለው።ስለዚህ, የሞቀ ናሙና ፈሳሽ በይነገጽ ረዘም ላለ ጊዜ ለአካባቢው ኦክሲጅን ይጋለጣል.በተጨማሪም, ዘግይቶ solidification ፈሳሽ steel26 ጋር ኦክስጅን እና oxides መካከል መቀላቀልን የሚጨምር ውስብስብ convective ሂደቶች ልማት ያስችላል.ይህ በስርጭት ብቻ የተሰራውን የኦክሳይድ ንብርብር ውፍረት (\(\Lambda _\mathrm {diff}=\sqrt{D~\times ~t_\mathrm {s}}~\le ~15\) በማነፃፀር ማሳየት ይቻላል። nm) የሚዛመደው የደም መርጋት ጊዜ \(t_\mathrm {s}~\le ~200\) ns ነው፣ እና የስርጭት መጠኑ \(D~\le \) 10\(^{-5}\) ሴሜ\(^) ነው። 2 \ )/ ሰ) በ LSFL-II ምስረታ30 ውስጥ ጉልህ የሆነ ከፍተኛ ውፍረት ታይቷል ወይም ያስፈልጋል።በሌላ በኩል ደግሞ ማሞቂያ የ HSFL ምስረታ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል እና ስለዚህ ወደ LSFL-II d-type intensity mode ለመሸጋገር የሚያስፈልጉትን የተበታተኑ ነገሮች.ከመሬት በታች የታሰሩ ናኖዮይድስ መጋለጥ HSFL39 ምስረታ ላይ ያላቸውን ተሳትፎ ይጠቁማል።በሚፈለገው ከፍተኛ ድግግሞሽ ወቅታዊ ጥንካሬ ቅጦች14,17,19,29 ምክንያት እነዚህ ጉድለቶች የ HSFL ኤሌክትሮማግኔቲክ አመጣጥን ሊወክሉ ይችላሉ.በተጨማሪም፣ እነዚህ የመነጩ የጥንካሬ ሁነታዎች ከበርካታ ናኖቮይድ19 ጋር አንድ ወጥ ናቸው።ስለዚህ, የ HSFL ክስተት መጨመር ምክንያቱ \(T_\mathrm{s}\) እየጨመረ ሲሄድ በተለዋዋጭ የክሪስታል ጉድለቶች ለውጥ ሊገለጽ ይችላል.
በቅርብ ጊዜ የሲሊኮን የማቀዝቀዣ መጠን ለውስጣዊ ኢንተርስቴሽናል ሱፐርሳቹሬትስ ቁልፍ መለኪያ ሲሆን በዚህም ምክንያት የነጥብ ጉድለቶችን በዲስሎኬሽን መፈጠር 40,41.የንፁህ ብረቶች ሞለኪውላዊ ተለዋዋጭነት ምሳሌዎች እንደሚያሳዩት ክፍት የስራ ቦታዎች በፈጣን ዳግም ክሬስታላይዜሽን ላይ ከመጠን በላይ ይሞላሉ፣ እናም በብረታ ብረት ውስጥ ያሉ ክፍት የስራ መደቦች በተመሳሳይ መንገድ ይከናወናል42,43,44።በተጨማሪም በቅርብ ጊዜ የተደረጉ የብር ጥናቶች የነጥብ ጉድለቶች በመከማቸታቸው ባዶዎች እና ክላስተር በሚፈጠሩበት ዘዴ ላይ ያተኮሩ ናቸው45.ስለዚህ, የናሙና \(T_\mathrm {s})) የሙቀት መጠን መጨመር እና, በዚህም ምክንያት, የማቀዝቀዣው ፍጥነት መቀነስ የ HSFL ኒውክሊየስ የሆኑትን ባዶዎች መፈጠር ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር ይችላል.
ክፍት የስራ ቦታዎች ለካቫስ አስፈላጊ ቅድመ ሁኔታዎች ከሆኑ እና ስለዚህ HSFL፣ የናሙና ሙቀት \(T_s \) ሁለት ውጤቶች ሊኖሩት ይገባል።በአንድ በኩል፣ \(T_s \) የድጋሚ ክሬስታላይዜሽን መጠን ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል እና በዚህም ምክንያት ባደገው ክሪስታል ውስጥ የነጥብ ጉድለቶች (የክፍት ቦታ ትኩረት) ትኩረትን ይነካል።በሌላ በኩል, በተጨማሪም solidification በኋላ የማቀዝቀዝ መጠን ይነካል, በዚህም ክሪስታል 40,41 ውስጥ ነጥብ ጉድለቶች ስርጭት ላይ ተጽዕኖ.በተጨማሪም, የማጠናከሪያው መጠን በ crystallographic orientation ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን በዚህም ምክንያት ከፍተኛ anisotropic ነው, እንዲሁም የነጥብ ጉድለቶች 42,43 ስርጭት.በዚህ መነሻ መሠረት, ምክንያት ቁሳዊ anisotropic ምላሽ, ብርሃን እና ቁስ መስተጋብር anisotropic ይሆናል, ይህ ደግሞ ኃይል ይህን deterministic በየጊዜው መለቀቅ አጉላ.ለ polycrystalline ቁሳቁሶች, ይህ ባህሪ በአንድ ጥራጥሬ መጠን ሊገደብ ይችላል.በእውነቱ፣ የLIPSS ምስረታ በእህል አቅጣጫ46,47 ላይ በመመስረት ታይቷል።ስለዚህ የናሙና የሙቀት መጠን \(T_s \) በ ክሪስታላይዜሽን ፍጥነት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ የእህል አቅጣጫው ላይ የሚያስከትለውን ያህል ጠንካራ ላይሆን ይችላል።ስለዚህ, የተለያዩ የእህል ዓይነቶች ክሪስታሎግራፊክ አቀማመጥ ለ HSFL ወይም LSFL-II ክፍተቶች መጨመር እና እንደ ቅደም ተከተላቸው መጨመር የሚችል ማብራሪያ ይሰጣል.
የዚህን መላምት የመጀመሪያ አመላካቾች ለማብራራት ጥሬዎቹ ናሙናዎች ወደ ላይ ቅርብ የሆነ የእህል መፈጠርን ለማሳየት ተቀርፀዋል።የበለስ ውስጥ ጥራጥሬዎችን ማወዳደር.S3 በማሟያ ቁሳቁስ ውስጥ ይታያል.በተጨማሪም, LSFL-I እና LSFL-II በቡድን በሙቀት ናሙናዎች ላይ ታየ.የእነዚህ ስብስቦች መጠን እና ጂኦሜትሪ ከእህል መጠን ጋር ይዛመዳል።
ከዚህም በላይ፣ HSFL የሚከሰተው በጠባብ ክልል ውስጥ በዝቅተኛ ፍሰት እፍጋቶች ምክንያት ነው።ስለዚህ, በሙከራዎች ውስጥ, ይህ ምናልባት በጨረራ መገለጫው ዙሪያ ብቻ ነው የሚከሰተው.ስለዚህ፣ HSFL የተፈጠረው ኦክሳይድ ባልሆኑ ወይም ደካማ ኦክሳይድ በተደረገባቸው ቦታዎች ላይ ነው፣ ይህም የታከሙ እና ያልታከሙ ናሙናዎችን የኦክሳይድ ክፍልፋዮችን ሲያወዳድሩ ታየ (ሠንጠረዥ ሪፍታብ፡ ምሳሌን ይመልከቱ)።ይህ የኦክሳይድ ንብርብር በዋነኝነት የሚመነጨው በሌዘር ነው የሚለውን ግምት ያረጋግጣል።
የLIPSS ምስረታ በተለምዶ በጥራጥሬዎች ብዛት ላይ የሚመረኮዝ በመሆኑ በመሃል-pulse ግብረ መልስ፣ HSFLs የልብ ምት መደራረብ ሲጨምር በትልልቅ መዋቅሮች ሊተኩ ይችላሉ።ያነሰ መደበኛ HSFL ለ LSFL-II ምስረታ የሚያስፈልገውን ያነሰ መደበኛ የጥንካሬ ጥለት (d-mode) ያስከትላል።ስለዚህ የ \(o_\mathrm {p}\) መደራረብ ሲጨምር (ምስል 1 ከ de ይመልከቱ)፣ የ LSFL-II መደበኛነት ይቀንሳል።
ይህ ጥናት በሌዘር የተዋቀረ DLIP የታከመ አይዝጌ አረብ ብረት ላይ የንዑስ ስትሬት ሙቀት ተጽዕኖን መርምሯል።ከ 21 እስከ 250 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠኑን ማሞቅ የጠለፋውን ጥልቀት ከ 1.75 ወደ 0.87 μm በ s-polarization እና ከ 2.33 እስከ 1.06 µm በ p-polarization ውስጥ እንዲቀንስ እንደሚያደርግ ታውቋል.ይህ መቀነስ የ LIPSS አይነት ከ LSFL-I ወደ LSFL-II በመቀየሩ ምክንያት ነው, ይህም በሌዘር-የተሰራ የወለል ኦክሳይድ ሽፋን በከፍተኛ የናሙና ሙቀት ውስጥ የተያያዘ ነው.በተጨማሪም፣ LSFL-II በኦክሳይድ መጨመር ምክንያት የመነሻ ፍሰት ሊጨምር ይችላል።በዚህ የቴክኖሎጂ ስርዓት ከፍተኛ የልብ ምት መደራረብ፣ አማካይ የኢነርጂ እፍጋት እና አማካይ ድግግሞሽ መጠን፣ የ LSFL-II መከሰትም የሚወሰነው በናሙና ማሞቂያ ምክንያት በሚፈጠረው የመፈናቀል ለውጥ ነው።የኤልኤስኤፍኤል-II ውህደት በእህል አቅጣጫ ላይ የተመሰረተ ናኖቮይድ ምስረታ ምክንያት ነው ተብሎ ይገመታል፣ ይህም ወደ HSFL የ LSFL-II ቅድመ ሁኔታ ይመራል።በተጨማሪም የፖላራይዜሽን አቅጣጫ ተፅእኖ በመዋቅራዊ ጊዜ እና የመተላለፊያ ይዘት መዋቅራዊ ጊዜ ላይ ጥናት ይደረጋል.በጠለፋ ጥልቀት ላይ p-polarization ለ DLIP ሂደት የበለጠ ውጤታማ ነው.በአጠቃላይ ይህ ጥናት የተበጁ የወለል ንድፎችን ለመፍጠር የዲኤልአይፒ ጠለፋን ጥልቀት ለመቆጣጠር እና ለማመቻቸት የሂደት መለኪያዎችን ያሳያል።በመጨረሻም፣ ከLSFL-I ወደ LSFL-II የሚደረገው ሽግግር ሙሉ በሙሉ በሙቀት የሚመራ ነው እና ትንሽ የመደጋገም መጠን መጨመር በሙቀት መጨመር24 ምክንያት በቋሚ የልብ ምት መደራረብ ይጠበቃል።እነዚህ ሁሉ ገጽታዎች የዲኤልአይፒ ሂደትን ለማስፋት ከሚመጣው ፈተና ጋር ተዛማጅነት አላቸው፣ ለምሳሌ ባለብዙ ጎን ስካን ሲስተሞች49።የሙቀት መጨመርን ለመቀነስ የሚከተለውን ስልት መከተል ይቻላል፡ ባለ ብዙ ጎን ስካነርን በተቻለ መጠን ከፍ ያድርጉት፣ ትልቁን ሌዘር ስፖት መጠን በመጠቀም፣ ወደ ፍተሻ አቅጣጫው orthogonal እና ጥሩ ጠለፋን በመጠቀም።ቅልጥፍና 28. በተጨማሪም፣ እነዚህ ሃሳቦች ዲኤልአይፒን በመጠቀም ለላቀ የገጽታ ተግባር ውስብስብ ተዋረዳዊ መልክዓ ምድራዊ አቀማመጥ እንዲፈጠሩ ያስችላቸዋል።
በዚህ ጥናት ውስጥ በኤሌክትሮፖላይዝድ አይዝጌ ብረት የተሰሩ ሳህኖች (X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304) 0.8 ሚሜ ውፍረት.በጨረር ህክምና (ፍፁም የኢታኖል መጠን \(\ge\) 99.9%) ከመስተዋቱ በፊት ማንኛቸውም ብክለትን ለማስወገድ ናሙናዎቹ በኤታኖል በጥንቃቄ ይታጠባሉ።
የ DLIP መቼት በስእል 4 ይታያል። ናሙናዎች የተገነቡት በዲኤልአይፒ ሲስተም 12 ps ultrashort pulsed laser source በ 532 nm የሞገድ ርዝመት እና ከፍተኛው 50 ሜኸር የመድገም መጠን ነው።የጨረር ኢነርጂው የቦታ ስርጭት Gaussian ነው.በልዩ ሁኔታ የተነደፉ ኦፕቲክስ በናሙናው ላይ መስመራዊ አወቃቀሮችን ለመፍጠር ባለሁለት-ቢም ኢንተርፌሮሜትሪክ ውቅር ይሰጣሉ።የትኩረት ርዝመት 100 ሚሜ ያለው ሌንስ ሁለት ተጨማሪ የሌዘር ጨረሮችን በላዩ ላይ በቋሚ 6.8 \(^\ cir \) አንግል ላይ ይጭናል ፣ ይህም ወደ 4.5 µm የቦታ ጊዜ ይሰጣል።በሙከራ ማዋቀሩ ላይ ተጨማሪ መረጃ በሌላ ቦታ ሊገኝ ይችላል50.
ሌዘር ከማቀነባበር በፊት, ናሙናው በተወሰነ የሙቀት መጠን ላይ በማሞቂያ ሳህን ላይ ይደረጋል.የማሞቂያው ንጣፍ የሙቀት መጠን በ 21 እና 250 ° ሴ.በሁሉም ሙከራዎች፣ ኦፕቲክስ ላይ አቧራ እንዳይከማች ለመከላከል፣ የታመቀ አየር ተሻጋሪ ጄት ከጭስ ማውጫ መሳሪያ ጋር በማጣመር ጥቅም ላይ ውሏል።ናሙናውን በማዋቀር ጊዜ ለማስቀመጥ የ x,y ደረጃ ስርዓት ተዘርግቷል.
ከ99.0 እስከ 99.67 \(\%\) በጥራጥሬዎች መካከል መደራረብን ለማግኘት የአቀማመጥ ደረጃ ስርዓቱ ፍጥነት ከ66 እስከ 200 ሚሜ በሰከንድ ይለያያል።በሁሉም ሁኔታዎች, የድግግሞሽ መጠን በ 200 kHz ተስተካክሏል, እና አማካኝ ኃይል 4 ዋ ነበር, ይህም በእያንዳንዱ የልብ ምት 20 μJ ኃይል ይሰጣል.በዲኤልአይፒ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የጨረር ዲያሜትር 100 µm ያህል ነው፣ እና የተገኘው ከፍተኛ የሌዘር ሃይል ጥግግት 0.5 ጄ/ሴሜ \(^{2}\) ነው።በአንድ ክፍል የሚለቀቀው አጠቃላይ ኃይል ከ50 J/cm\(^2\) ለ \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0 \(\%\)፣ 100 J/cm ጋር የሚዛመድ ከፍተኛ ድምር ቅልጥፍና ነው። \(^2\) ለ \(o_{\mathrm {p))\)=99.5\(\%\) እና 150 ጄ/ሴሜ\(^2\) ለ \(o_{ \mathrm {p}}\) ) = 99.67 \(\%\)።የሌዘር ጨረርን ፖላራይዜሽን ለመቀየር \(\ lambda \)/2 ሳህን ይጠቀሙ።ለእያንዳንዱ ጥቅም ላይ የዋለ የመለኪያዎች ስብስብ፣ በግምት 35 × 5 ሚሜ የሆነ ቦታ (^{2}\) በናሙናው ላይ ተቀርጿል።የኢንዱስትሪ ተፈጻሚነትን ለማረጋገጥ ሁሉም የተዋቀሩ ሙከራዎች በአካባቢው ሁኔታዎች ተካሂደዋል።
የናሙናዎቹ ሞርፎሎጂ በኮንፎካል ማይክሮስኮፕ በ 50x ማጉላት እና በ 170 nm እና 3 nm የኦፕቲካል እና ቀጥ ያለ ጥራት በቅደም ተከተል ተመርምሯል።የተሰበሰበው የመሬት አቀማመጥ መረጃ የገጽታ ትንተና ሶፍትዌር በመጠቀም ተገምግሟል።በ ISO 1661051 መሰረት መገለጫዎችን ከመሬት አቀማመጥ ያውጡ።
ናሙናዎቹም በ6.0 ኪሎ ቮልት ፍጥነት በሚጨምር የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በመጠቀም ተለይተዋል።የናሙናዎቹ ወለል ኬሚካላዊ ቅንጅት በሃይል የሚበተን የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDS) አባሪ በመጠቀም በ15 ኪሎ ቮልት ፍጥነት ያለው ቮልቴጅ ተገምግሟል።በተጨማሪም, የናሙናዎቹ ጥቃቅን መዋቅር (granular morphology) ለመወሰን 50x ዓላማ ያለው የኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ጥቅም ላይ ውሏል. ከዚያ በፊት ናሙናዎቹ በቋሚ የሙቀት መጠን 50 \(^\circ \) C ለአምስት ደቂቃዎች ከማይዝግ ብረት ውስጥ በሃይድሮክሎሪክ አሲድ እና በናይትሪክ አሲድ 15-20 \(\%\) እና 1\ -<\) 5 \(\%\) ፣ በቅደም ተከተል። ከዚያ በፊት ናሙናዎቹ በቋሚ የሙቀት መጠን 50 \(^\circ \) C ለአምስት ደቂቃዎች ከማይዝግ ብረት ውስጥ በሃይድሮክሎሪክ አሲድ እና በናይትሪክ አሲድ 15-20 \(\%\) እና 1\ -<\) 5 \(\%\) ፣ በቅደም ተከተል። Перед эtym obrazы travyli pry postoyannoy ቴምፔራቱሬ 50 \(^\circ\) ሲ. зотной кислотами концентрацией 15-20 \(\%\) и 1 \( -<\)5 \( \%\) соответствено. ከዚያ በፊት ናሙናዎቹ በ 50 \ (^\ cir \) C ቋሚ የሙቀት መጠን ለአምስት ደቂቃዎች ከማይዝግ ብረት የተሰራ ቀለም ከሃይድሮክሎሪክ እና ከናይትሪክ አሲድ ጋር በ 15-20 \ (\%\) እና 1\ -<\)5 \( \%\) በቅደም ተከተል።在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\ cir ) 5 \ (\%\)፣ 分别።在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C (\%\)፣分别。ከዚያ በፊት ናሙናዎቹ ለአምስት ደቂቃዎች በቋሚ የሙቀት መጠን በ 50 \(^\circ \) C ከማይዝግ ብረት ውስጥ በሃይድሮክሎሪክ እና በናይትሪክ አሲድ 15-20 \ (\%\) እና 1 ላይ ባለው የቆሻሻ መፍትሄ ውስጥ ተጭነዋል ። \.(-<\)5 \ (\%\) соответствено. (-<\)5 \ (\%\) በቅደም ተከተል።
(1) የሌዘር ጨረር፣ (2) \(\lambda\)/2 ሳህን፣ (3) የዲኤልአይፒ ጭንቅላት ከተወሰነ የኦፕቲካል ውቅር ጋር፣ (4) ጨምሮ ባለ ሁለት-ጨረር ዲኤልአይፒ ዝግጅት የሙከራ ውቅር ንድፍ ንድፍ ) ሙቅ ሳህን፣ (5) ተሻጋሪ ፈሳሽ፣ (6) x፣ y አቀማመጥ ደረጃዎች እና (7) አይዝጌ ብረት ናሙናዎች።ሁለት የተደራረቡ ጨረሮች፣ በግራ በኩል በቀይ የተከበቡ፣ በናሙናው ላይ በ \(2\theta\) ማዕዘኖች (ሁለቱንም s- እና p-polarization ን ጨምሮ) መስመራዊ መዋቅሮችን ይፈጥራሉ።
አሁን ባለው ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ እና/ወይም የተተነተኑ የውሂብ ስብስቦች ምክንያታዊ በሆነ ጥያቄ ከሚመለከታቸው ደራሲዎች ይገኛሉ።
የልጥፍ ጊዜ: ጥር-07-2023