01
Treoir Tráchtais
Léiríonn gloine Grianchloch cumraíochtaí struchtúracha éagsúla faoi choinníollacha teochta agus brú éagsúla, in éineacht le dlús toirte buan, a mbíonn tionchar suntasach aige ar a chuid maoine optúla macrascópacha amhail innéacs athraonta. Mar sin féin, níl na meicníochtaí bunúsacha micreascópacha éabhlóide struchtúracha taobh thiar den dlús a tharlódh de bharr comhbhrú fisiceach ardteochta agus ardbhrú (HPHT) agus excitation fótaileictreach scríbhneoireachta díreach léasair femtosecond (FLDW) soiléir go hiomlán fós. Tá tuiscint níos doimhne ar na próisis athstruchtúraithe líonra gloine neamhchothromaíochta seo faoi dhálaí foircneacha ríthábhachtach chun snáithíní illárnacha núíosacha, comhtháthuithe chandamach agus ardfheistí hibrideacha optoelectronic a dhearadh agus a fhorbairt solúbtha.
02
forbhreathnú téacs iomlán
Déanann an staidéar seo comparáid chórasach ar thrasdulta céime struchtúracha agus ar fhreagraí optúla de bharr cóireáil ardbhrú (HPHT), scríbhneoireacht dhíreach léasair femtosecond (FLDW), agus a bpróisis chomhcheangailte i ngloine Grianchloch. Léiríonn na torthaí, cé go mbaineann an dá mhodh méaduithe líneacha amach in innéacs athraonta agus dlús macrascópach, go bhfuil difríocht bhunúsach acu sna conairí athstruchtúraithe micreascópacha. Is é an t-idirdhealú is tábhachtaí ná go n-athraíonn an struchtúr gloine sa réigiún ionradaithe léasair go dtí staid ardteochta fhíorúil (1600–2000 K) faoi éifeachtaí fótaiteirmeacha foircneacha, in éineacht le giniúint lochtanna neamh-ocsaigin idirlinne (NBO) a bhaineann go dlúth leis an imeall{-ag roinnt tetrahedra SiO4. Is é an toradh a bhíonn air seo ná iompar fótaluminescence (PL) atá difriúil go soiléir leis an gceann a bhaintear amach trí chóireáil fhisiciúil shimplí ardbhrú.
03
Anailís téacs agus íomhá
Taispeánann Figiúr 1 tréithriú lamháltais ardbhrú de léasair femtosecond gloine shilice{-na-rátálacha Cineál II spreagtha, lena n-áirítear micreagraif optúla tarchurtha (A-F, M-P) agus micreagraif polaraithe (G-L, Q-T). Bunaíodh an ghloine bunaidh, gan ach grúpa rialaithe annealed, agus ceithre leibhéal de 673 K ard-teocht agus grádáin ardbhrú de 1.4, 2.5, 3.7, agus 4.9 GPa, agus rinneadh comparáid idir na próisis i dhá ghrúpa: "léasair ar dtús, ardbhrú" agus "ardbhrú ar dtús, léasair". Socraíodh an fuinneamh cuisle léasair ag 0.8 µ J. Léiríonn comhartha dath an íomhá polaraithe déine cruth birefringence an nanagrafaithe. Léiríonn na torthaí nach ndéanann annealing simplí 673 K damáiste don ghríl, agus is féidir struchtúr agus birefringence an nanagrafaithe a choinneáil go cobhsaí nuair a bhíonn an brú níos lú ná nó cothrom le 2.5 GPa. Tar éis 3.7 GPa a bhaint amach, laghdaítear birefringence go suntasach, agus ag 4.9 GPa, laghdaítear go mór birefringence. Léiríonn an cealú iomlán de birefringence go bhfuil sé níos airde ná 3.7 GPa Déanfaidh an teocht ard agus brú ard na nana-phiocháin a thit laistigh den ghríl, scrios an struchtúr modhnú dlúis tréimhsiúil, agus tá an t-athrú moille céime den ghríl inchúlaithe faoin dá sheicheamh próiseála, ag deimhniú go bhfuil an tréith d'athchruthú inscriosta ardbhrú ag an nana-ghríl.
Taispeánann Figiúr 2 an speictream photoluminescence de mhicreascópacht chomhfhócasach gloine shilice a fuarthas ag baint úsáide as dhá chineál solais excitation, 325 nm agus 532 nm, faoi seach. Rinneadh comparáid idir na difríochtaí i luminescence locht i measc cúig ghrúpa samplaí: an ghloine bunaidh, scríbhneoireacht dhíreach léasair femtosecond amháin (FLDW), teocht ard agus brú ard amháin (HPHT), brú ard roimh léasair, agus léasair roimh ardbhrú; Léirigh na samplaí cóireáilte FLDW buaic astuithe glas 530 nm agus buaic astuithe dearg 650 nm. D'eascair an solas glas as sceithleacha féinghafa, agus bhí an solas dearg ag freagairt do lochtanna aonrúcháin neamh-idirlinne ocsaigine. Mar sin féin, níorbh fhéidir le gach sampla a chóireáiltear le HPHT ach an solas glas agus an buaicphointe solais dhearg imithe ar ceal go hiomlán, rud a thugann le fios go bhfuil difríocht bhunúsach idir na cineálacha fabhtanna a tharlódh de bharr léasair femtosecond agus modhnú ardbhrú. Cuireann cóireáil ardbhrú chun cinn an t-idirghníomhú idir líonraí ocsaigine agus gloine neamh-idirlinne, ag fáil réidh leis an comhartha solais dearg a fhreagraíonn d'ocsaigin neamh-idirlinne scoite.
Úsáideann Figiúr 3 speictreascópacht Raman confocal chun anailís a dhéanamh ar struchtúr micreaghréasán ardteochta agus ardbhrú (HPHT), scríbhneoireacht dhíreach léasair femtosecond (FLDW), agus gloine shilice modhnaithe próiseas ilchodach. Léiríonn Fíor A speictream Raman iomlán de cheithre ghrúpa samplaí: gloine bunaidh, léasair amháin, 4.9 GPa ardbhrú, agus 4.9 GPa ardbhrú tar éis léasair. Is é príomhrud an chreathadh lúbtha fáinne heicseagánach Si-O-Si ag 440 cm ⁻¹ an croí-réad anailíse; Taispeánann Fíor B cuar éagsúlachta phríomhshuíomh buaic Raman den sampla HPHT le brú. Aistríonn an phríomhbhuaic i dtreo líon na dtonnta níos airde agus caolaíonn sí bandaleithead le brú méadaitheach, a fhreagraíonn do laghdú ar uillinn nasc Si{{9}O-Si agus dáileadh nascuillinn níos comhionainne. Tá an ais ingearach ceart calabraithe go sioncrónach leis an teocht fhíorúil comhfhreagrach; Déanann Fíor C comparáid idir an príomh-athrú buaic agus teocht fhíorúil choibhéiseach na gloine réamhbhrúite bunaidh, 3.7 GPa, agus 4.9 GPa tar éis ionradaíocht léasair ag fuinneamh éagsúla. Cruthaíonn ionradaíocht léasair na struchtúir shamplacha go léir le chéile go neamhshiomptómach go dtí teocht fhíorúil aonfhoirmeach de 1600-2000 K. Sáithíonn príomh-aistriú gloine réamhbhrúite le fuinneamh léasair, agus aistríonn an phríomhbhuaic de ghloine ard-dlúis 4.9 GPa i dtreo líon na dtonnta níos ísle, rud a léiríonn gur féidir le brú léasair an líonra ardbhrú a mhaolú agus a rialáil. Léiríonn sé seo go hintuigthe dlíthe rialála difreálach cosáin mhodhnúcháin HPHT agus FLDW ar an uillinn banna ocsaigine sileacain agus teocht fhíorúil coibhéiseach.
04
achoimre
Nochtann an t-alt seo go córasach na cosúlachtaí agus na héagsúlachtaí idir comhbhrú fisiceach ardbhrú agus scríobh díreach léasair femtosecond i ngloine Grianchloch dlúthaithe. Cé gur féidir dlúthdhlúthú buan agus feabhsú innéacs athraonta a bhaint amach, ag an leibhéal micreascópach, is é an léasair ultrafast a tharlódh de bharr excitation leictreamaighnéadach a thiomáineann an líonra gloine go héagsúil chun cinn i dtreo staid ardteochta fhíorúil, agus go háitiúil áiríonn sé lochtanna criostail micreascópacha uathúla cosúil le briseadh bannaí, NBO, agus tetrahedra imeall coitianta, atá in easnamh i modh dífhoirmithe brú ard-phróiseála (MRU). Ní hamháin go soiléiríonn an fionnachtain seo teorainneacha dífhoirmithe topological i líonraí éagruthacha faoi mhodhanna insteallta fuinnimh éagsúla, ach soláthraíonn sé bunús teoiriciúil láidir freisin chun feistí fótóinic nua agus comhpháirteanna cumarsáide optúla a dhearadh trí shaincheapadh struchtúir áitiúil sa todhchaí.
