01
Leiðbeiningar um ritgerð
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 hafa grundvallar smásjárfræðilegar þróunaraðferðir á bak við þéttingu framkallað af háum-hita og háum-þrýstingi (HPHT) líkamlegri þjöppun og femtósekúndu leysir beinritun (FLDW) ljósrafmagnsörvun enn ekki verið skýrð að fullu. Dýpri skilningur á þessum ó-jafnvægisferlum við endurskipulagningu glernets við erfiðar aðstæður er mikilvægur fyrir sveigjanlega hönnun og þróun nýrra fjölkjarna trefja, skammtasamþættra og háþróaðra sjónrænna blendingatækja.
02
heildartexta yfirlit
Þessi rannsókn ber kerfisbundið saman fasabreytingar og sjónviðbrögð sem framkallast af háum-hita háum-háþrýstingsmeðferð (HPHT), beinni femtósekúndu laserskrift (FLDW) og samsettum ferlum þeirra í kvarsgleri. Niðurstöðurnar sýna að þó að báðar aðferðirnar nái línulegri aukningu á brotstuðul og stórsæja þéttingu, þá eru þær grundvallarmunur á smásæjum endurskipulagningarferlum. Mikilvægasti greinarmunurinn 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 brún Sirahedra{8}}. Þetta leiðir til ljósljómunarhegðunar (PL) sem er greinilega frábrugðin þeirri sem fæst með einfaldri háþrýstingslíkamlegri meðferð.
03
Texta- og myndgreining
Mynd 1 sýnir há-umburðarskilgreiningu kísilglers femtósekúndu leysir-framkallaðrar tegundar II nanógratinga, þar með talið sjónræna flutningsmyndatöku (A-F, M-P) og skautun (G-L, Q-T). Upprunalega glerið, aðeins glæðandi samanburðarhópurinn, og fjögur stig af 673 K háhita- og háþrýstingshalla upp á 1,4, 2,5, 3,7 og 4,9 GPa voru sett upp og ferlarnir voru bornir saman í tveimur hópum: „leysir fyrst, háþrýstingur“ og „háþrýstingur fyrst, leysir“. Laserpúlsorkan var fest við 0,8 µJ. Litmerki skautunarmyndarinnar táknar lögun tvíbrotsstyrks nanógratingarinnar. Niðurstöðurnar sýna að einföld 673 K glæðing skemmir ekki ristina og hægt er að halda uppbyggingu og tvíbroti nanógræðslunnar stöðugt þegar þrýstingurinn er minni en eða jafnt og 2,5 GPa. Eftir að hafa náð 3,7 GPa minnkar tvíbrotið verulega og við 4,9 GPa minnkar tvíbrotið verulega. Algert hvarf tvíbrots gefur til kynna að það sé hærra en 3,7 GPa. Háhitastigið og háþrýstingurinn mun hrynja saman nanóholurnar inni í ristinni, eyðileggja reglubundna þéttleikamótunarbygginguna og fasa seinkun ristarinnar er afturkræf undir báðum vinnsluröðunum, sem staðfestir að nanóristið hefur einkenni háþrýstingshreinsanlegrar endurbyggingar.
Mynd 2 sýnir ljósljómun litrófs kísilglers confocal smásjár sem fæst með því að nota tvær gerðir af örvunarljósi, 325 nm og 532 nm, í sömu röð. Munurinn á gölluðum ljóma var borinn saman á milli fimm hópa sýna: upprunalega glerið, femtósekúndu leysir bein skrif eingöngu (FLDW), háhita og háþrýsting eingöngu (HPHT), háþrýstingur fyrir leysir og leysir fyrir háþrýsting; FLDW-meðhöndluðu sýnin sýndu bæði 530 nm græna losunarhámark og 650 nm rauða losunartopp. Græna ljósið var upprunnið frá sjálfstætt föstum örvum, en rauða ljósið samsvaraði einangruðum óbrúandi súrefnisgöllum. Hins vegar gátu öll sýni sem voru meðhöndluð með HPHT aðeins fylgst með grænum ljóma og algjöru horfi rauða ljóstoppsins, sem gefur til kynna að það sé grundvallarmunur á gallategundum sem framkölluð eru af femtósekúndu leysi og háþrýstingsbreytingum. Háþrýstingsmeðferð stuðlar að samspili milli óbrúandi súrefnis og glerneta og útilokar rauða ljósmerkið sem samsvarar einangruðu óbrúandi súrefni.
Mynd 3 notar confocal Raman litrófsgreiningu til að greina örnetsbyggingu háhita og háþrýstings (HPHT), femtosecond laser direct writing (FLDW) og samsetts ferlisbreytts kísilglers. Mynd A sýnir heildar Raman litróf fjögurra hópa sýna: upprunalegt gler, eingöngu leysir, 4,9 GPa háþrýstingur og 4,9 GPa háþrýstingur eftir leysir. Aðaltopp Si-O-Si sexhyrndra hringbeygju titrings við 440 cm ⁻¹ er kjarnagreiningarhluturinn; Mynd B sýnir breytileikaferil Raman aðal toppstöðu HPHT sýnisins með þrýstingi. Aðaltoppurinn færist í átt að hærri bylgjutölum og minnkar í bandbreidd með auknum þrýstingi, sem samsvarar lækkun á Si-O-Si tengihorni og jafnari dreifingu tengihorns. Hægri lóðrétti ásinn er samstilltur kvarðaður við samsvarandi sýndarhitastig; Mynd C ber saman aðaltoppfærslu og samsvarandi sýndarhita upprunalega, 3,7 GPa og 4,9 GPa forpressaðs glers eftir leysigeislun við mismunandi orku. Lasergeislun veldur því að öll sýnisbygging rennur saman án einkenna í einsleitt sýndarhitastig upp á 1600-2000 K. Aðaltoppbreyting lágs forpressaðs glers mettar af leysiorku, en aðaltoppurinn 4,9 GPa hár-þéttleiki gler færist í átt að lægri bylgjufjölda-gleri sem getur slakað á leysirglerinu og getur stillt af leysirglerinu. Þetta endurspeglar innsæi mismunastjórnunarlögmál HPHT og FLDW breytingaleiða á kísilsúrefnistengihorninu og samsvarandi sýndarhitastigi.
04
samantekt
Þessi grein sýnir kerfisbundið líkindi og mun á líkamlegri háþrýstingsþjöppun og beinni femtósekúndu leysiskrift í þéttu kvarsgleri. Þó að báðir geti náð varanlega þéttingu og aukningu á brotstuðul, á smásjástigi, knýr ofurhraði leysirinn framkallaður af rafsegulörvun glernetið á einstakan hátt til að þróast í átt að háum sýndarhitastigi og framkallar staðbundið einstaka smásæja kristalsgalla eins og tengibrot, NBO og algengan brún fjórþunga, sem vantar í háþrýstingsferli{2} (RUM) aflögun. Þessi uppgötvun skýrir ekki aðeins mörk staðfræðilegrar aflögunar í myndlausum netum undir mismunandi orkuinnsprautunaraðferðum, heldur veitir hún einnig traustan fræðilegan grunn til að hanna ný ljóseindatæki og sjónsamskiptaíhluti með sérsniðnum staðbundinni uppbyggingu í framtíðinni.
