01
Réamhrá Páipéir
Teicníc déantúsaíochta breiseán is ea Taisce Fuinnimh Stiúrtha (DED)-ar a dtugtar cumhdach léasair- a úsáideann léasair ardchumhachta in éineacht le córas cothaithe púdair comhaiseach chun comhpháirteanna miotail a dhéanamh ciseal ar ciseal. Murab ionann agus próisis réitigh agus meaisínithe traidisiúnta, is féidir le hairíonna meicniúla na sraitheanna a chuirtear i dtaisce i DED a bheith éagsúil go mór mar gheall ar luaineacht leanúnach na bparaiméadar próiseála-cosúil le airde ciseal, luas scanadh, agus cumhacht léasair-le linn an phróisis déantúsaíochta. In ainneoin an iliomad dul chun cinn a rinneadh i dteicneolaíocht DED, tá taighde ar mheasúnú *in-situ* ar airíonna meicniúla-amhail modulus Young agus cóimheas Poisson-le linn próiseála fós gann; fágann sé seo go bhfuil *in-situ* monatóireacht agus dearbhú cáilíochta thar a bheith tábhachtach.
02
**Forbhreathnú ar an Staidéar**
Forbraíonn an staidéar seo teicníocht neamh-theagmhála, in{-chun measúnú a dhéanamh ar airíonna meicniúla ábhar a phróiseáiltear tríd an modh Taistil Fuinnimh Stiúrtha (DED). Comhtháthaíonn an teicníocht nuálaíoch seo ultrasonaic léasair femtosecond le snasú léasair chun meastóireacht iomlán neamh-theagmhála agus neamh-millteach a chumasú ar chóimheas modúil Young agus Poisson. Trí úsáid a bhaint as tonnta ultrasonaic a ghintear le léasair femtosecond sa raon minicíochta GHz go THz, sroicheann an córas taifeach spásúlachta fo-micron, rud a éascaíonn meastóireacht ardcháilíochta de réir ciseal. Chun aghaidh a thabhairt ar an dúshlán a bhaineann le comharthaí ultrasonaic a bhrath i measc na gairbhe dromchla a bhaineann leis na sraitheanna a cuireadh i dtaisce, d'úsáid an fhoireann taighde i-snasú léasair situ-seachas snasú meicniúil traidisiúnta-a chuir go mór le hinbhraiteacht na dtonnta ultrasonaic. Léiríodh i dtástálacha a rinneadh faoi choinníollacha próiseála DED éagsúla go léiríonn na hairíonna meicniúla a ndearnadh meastóireacht orthu leis an teicníc seo leibhéal ard comhsheasmhachta leis na torthaí a fuarthas ó thástálacha neamhspleácha teanntachta a rinneadh tar éis don phróiseas monaraithe a bheith críochnaithe.
03
**Anailís Léirithe**
Léiríonn Fíor 1 forbhreathnú scéimreach ar an sreabhadh oibre iomlán don teicníc measúnaithe airí meicniúla in-situ laistigh den phróiseas TRC. Léiríonn sé go soiléir an croí-nós imeachta-ag tosú ón tsubstráit-a chríochnaíonn go seicheamhach an meastachán ar chóimheas modulus Young agus Poisson na ciseal taisce trí cheithre chéim ar leith: Úsáideann Céim 1 léasair DED chun an próiseas DED a fheidhmiú, ag comhleá agus ag taisceadh púdar miotail chun ciseal DED de thart ar 10 μ tiús a fhoirmiú; Baineann Céim 2 ath-cuspóir chun léasair snasta (a d’fhéadfadh a bheith ar an ngléas céanna leis an léasair DED) chun snasta léasair a dhéanamh; trí remelting, cruthaíonn an próiseas seo ciseal mín leáite ar dhromchla an ábhair thaisce, ag laghdú an gharbháis mheán uimhríochtúil go thart ar 0.3 μm; Úsáideann Céim 3 léasair femtosecond chun tonnta ultrasonaic a ghríosadh agus a thomhas laistigh den raon minicíochta GHz–THz laistigh den réigiún soladaithe tar éis snasta; Déanann Céim 4 meastachán ar chóimheas modulus Young agus Poisson bunaithe ar na comharthaí ultrasonaic tomhaiste, i gcomhar le caidrimh struis. Tá nótaí comhfhreagracha sa léaráid freisin a leagann béim ar na heochair-threalamh léasair agus ar na hathruithe moirfeolaíocha dromchla a bhaineann le gach céim, rud a thugann léiriú amhairc ar shaintréithe iomlána neamhtheagmhála agus neamh-millteach na teicníochta ar fud a sreabhadh oibre iomlán "deposition-snasta-brath-meastachán".
Cuireann Fíor 2 i láthair anailís chomparáideach chuimsitheach a imscrúdaíonn tionchar snasta léasair ar gharbhchríocha dromchla sraitheanna miotail DED. Cuimsítear trí fhofhigiúr-(a), (b), agus (c)-Déantar an anailís thar thrí thoise: paraiméadair chainníochtúla, mhoirfeolaíocht mhacrascópach, agus topagrafaíocht mhicreascópach, agus dírítear go lárnach ar an tacar barrmhaith paraiméadair snasta a shainaithnítear d’eiseamal I-11. I bhFigiúr (a) taispeántar tábla cainníochtúil de luachanna gairbhe dromchla a chomhfhreagraíonn do 16 theaglaim paraiméadar snasta ar leith, a chuimsíonn cumhachtaí snasta 200–350 W agus luasanna snasta 13–21 mm/s. Déanann an tábla seo anótáil ar na luachanna iarbhír Ra arna dtomhas tar éis 16 rian sraithe singil-a snasú ar eiseamal I, ag aithint go soiléir an teaglaim 300 W + 18 mm/s mar an tacar paraiméadar optamach (I-11, Ra=0.31 μm); ina theannta sin, leagann sé béim ar shaincheisteanna a bhaineann le raonta paraiméadar eile-go sonrach, luachanna gairbhe níos airde mar thoradh ar theaglaim ísealchumhachta, ardluais, agus an claonadh atá ann maidir le comhcheangail ardluais, íseal{- chun waviness dromchla a spreagadh mar gheall ar ghalú púdair. I bhFigiúr (b) cuirtear i láthair dlúthchomparáid mhacrascópach d’eiseamal I-11 roimh agus tar éis snasta leis na paraiméadair optamacha, rud a thaispeánann go amhairc feabhas suntasach ar maoile agus aonfhoirmeacht an dromchla tar éis an phróisis snasta. Soláthraíonn Fofhigiúr (c) léargas comparáideach ar íomhánna micreascóp optúla (ar scála comhsheasmhach 40 μm) a thaispeánann eiseamal I-11 tar éis an snasta optamach (ar chlé) i gcoinne a staid neamhsnasta (ar dheis); Tá raidhse de cháithníní púdair neamh-chomhleáite, míchothromas suntasach, agus cuma níos dorcha mar thoradh ar scaipthe solais mar thréith ag an dromchla neamhsnasta, ach tá an dromchla snasta beagnach saor ó phúdar neamhchomhleáite, tá an chuma cothrom agus réidh, agus taispeánann sé frithchaitheamh solais aonfhoirmeach. I ndeireadh na dála, laghdaigh an tacar paraiméadar optamaithe seo garbh an dromchla ó luach tosaigh 4.2 μm go 0.31 μm - ráta feabhsaithe 93%. Tríd an gcomparáid trípháirteach seo a chuimsíonn sonraí cainníochtúla, moirfeolaíocht mhacrascópach, agus topagrafaíocht mhicreascópach, déanann an figiúr éifeachtúlacht snasta léasair a bhailíochtú go héifeachtach maidir le garbhús dromchla na sraitheanna miotail DED a laghdú agus na paraiméadair phróisis is fearr le haghaidh snasta léasair á mbunú ag an am céanna.
