01
Ágrip
Kvarsgler sýnir fjölbreyttar byggingarstillingar við mismunandi hitastig og þrýstingsskilyrði, ásamt varanlegri rúmmálsþéttingu, sem hefur veruleg áhrif á stórsæja sjónræna eiginleika þess eins og brotstuðul. Hins vegar eru undirliggjandi örbyggingarþróunarkerfi þéttingar framkallað af háum-hita, háum-þrýstingi (HPHT) líkamlegri þjöppun og femtosecond laser direct writing (FLDW) ljósrafmagnsörvun enn ófullkomlega skilin. Dýpri skilningur á endursamsetningarferlum glerneta sem ekki eru í jafnvægi við þessar erfiðu aðstæður er mikilvægur fyrir sveigjanlega hönnun og þróun nýrra fjöl- ljósleiðara, skammtasamþættra flísa og háþróaðra ljósrafeindasamrunatækja.
02
Yfirlit
Þessi rannsókn ber kerfisbundið saman byggingarfasaskipti og sjónviðbrögð sem framkölluð eru í kvarsgleri með háum-hita háum-háþrýstingsmeðferð (HPHT), beinni femtósekúndu laserskrift (FLDW) og blöndu af hvoru tveggja. Rannsóknin leiddi í ljós að þó að báðar aðferðirnar geti náð línulegri aukningu á brotstuðul og stórsæja þéttingu, þá er grundvallarmunur á smásæjum endurskipulagningarleiðum. Mikilvægasti munurinn liggur í þeirri staðreynd að glerbyggingin á -geisluðu leysisvæðinu þróast yfir í einkennandi hátt sýndarhitastig (1600–2000 K) undir miklum ljóshitaáhrifum, samfara myndun ó-brúandi súrefnisgalla (NBO) sem eru nátengdir brúnum, sem mynda brúnir,{8} (PL) hegðun sem er verulega frábrugðin þeirri sem stafar af hreinni{10}}háþrýstings líkamlegri meðferð.
03
Mynda- og textagreining
Mynd 1 sýnir háþrýstingsþolslýsingu á femtósekúndu leysir-framkallaðri gerð II nanógrating í kísilgleri, þar á meðal ljóssmásjá (A–F, M–P) og skautunarsmásjá (G–L, Q–T). Fjórir há-hita- og háþrýstingshalli upp á 673 K voru settir upp: upprunalega glerið, viðmiðunarhópur sem aðeins var glæður og halli upp á 1,4, 2,5, 3,7 og 4,9 GPa. Tvö ferli voru borin saman: „fyrst leysir, síðan háþrýstingur“ og „háþrýstingur fyrst, síðan leysir“. Laser púlsorkan var fest við 0,8 µJ. Litamerkin í skautunarmyndunum tákna lögun og tvíbrotsstyrk nanógratingarinnar. Niðurstöðurnar sýna að einföld glæðing við 673 K skemmir ekki ristina. Nanograting uppbyggingin og tvíbrotið varðveitast stöðugt þegar þrýstingurinn er minni en eða jafnt og 2,5 GPa. Tvíbrjótur veikist verulega eftir að hafa stækkað í 3,7 GPa og hverfur alveg við 4,9 GPa, sem gefur til kynna að yfir 3,7 GPa... Hár hiti og þrýstingur mun hrynja saman nanóholurnar inni í ristinni og eyðileggja reglubundna þéttleikamótunarbygginguna. Ennfremur er fasa seinkun breytinga á ristinni afturkræf undir vinnsluröðunum tveimur, sem staðfestir að nanógritingin hefur háþrýstingseyðanlega og endurstillanlega eiginleika.
04
Samantekt
Þessi grein sýnir kerfisbundið líkindi og mun á líkamlegri háþrýstingsþjöppun og beinni femtósekúndu leysiskrift í þéttu kvarsgleri. Þó að báðir geti náð varanlegum þéttingu og endurbótum á brotstuðul, á smásjástigi, þá knýr rafsegulfræðilega-ofurhraða leysirinn þróun glernetkerfisins á einstakan hátt í hátt sýndarhitastig og framkallar staðbundið einstaka smásæja kristalsgalla eins og tengslabrot, NBO og brún-sem deilir{4} háum þrýstingi í á stífum einingastillingu (RUM) aflögun. Þessi uppgötvun skýrir ekki aðeins mörk staðfræðilegrar aflögunar myndlausra neta af völdum mismunandi orkuinnspýtingaraðferða, heldur veitir hún einnig traustan fræðilegan grunn fyrir framtíðarhönnun nýrra ljóseindatækja og sjónsamskiptahluta með sérsniðnum staðbundinni uppbyggingu.
