דאנק איר פֿאַר באזוכן Nature.com.איר נוצן אַ בלעטערער ווערסיע מיט לימיטעד CSS שטיצן.פֿאַר דער בעסטער דערפאַרונג, מיר רעקאָמענדירן אַז איר נוצן אַ דערהייַנטיקט בלעטערער (אָדער דיסייבאַל קאַמפּאַטאַבילאַטי מאָדע אין Internet Explorer).אין אַדישאַן, צו ענשור אָנגאָינג שטיצן, מיר ווייַזן דעם פּלאַץ אָן סטיילז און דזשאַוואַסקריפּט.
דיספּלייז אַ קעראַסעל פון דרייַ סליידז אין אַמאָל.ניצן די פריערדיקע און ווייַטער קנעפּלעך צו מאַך דורך דריי סליידז אין אַ צייט, אָדער נוצן די סליידער קנעפּלעך אין די סוף צו מאַך דורך דריי סליידז אין אַ צייט.
אין די לעצטע ביסל יאָרן, עס איז געווען אַ גיך אַנטוויקלונג פון פליסיק מעטאַל אַלויז פֿאַר די פאַבריקיישאַן פון נאַנאָ-/מעסאָ-סייזד פּאָרעז און קאַמפּאַזאַט סטראַקטשערז מיט הינטער-גרויס ינטערפייסיז פֿאַר פאַרשידן מאַטעריאַלס.אָבער, דער צוגאַנג האט דערווייַל צוויי וויכטיק לימיטיישאַנז.ערשטער, עס דזשענערייץ בייקאַנטיניאַס סטראַקטשערז מיט אַ הויך-סדר טאַפּאַלאַדזשי פֿאַר אַ לימיטעד קייט פון צומיש חיבורים.צווייטנס, די סטרוקטור האט אַ גרעסערע גרייס פון די בינדער רעכט צו באַטייַטיק ינלאַרדזשמאַנט בעשאַס הויך-טעמפּעראַטור צעשיידונג.דאָ, מיר באַווייַזן קאַמפּיוטישאַנאַלי און יקספּערמענאַלי אַז די לימיטיישאַנז קענען זיין באַקומען דורך אַדינג אַן עלעמענט צו מעטאַל מעלץ וואָס פּראַמאָוץ הויך-סדר טאַפּאַלאַדזשי דורך לימאַטינג די ליקאַדזש פון יממיססיבלע עלעמענטן בעשאַס דיקאָופּלינג.ווייַטער, מיר דערקלערן דעם דערגייונג דורך ווייַזונג אַז די פאַרנעם דיפיוזשאַן אַריבערפירן פון יממיססיבלע עלעמענטן אין פליסיק מעלץ שטארק ינפלואַנסיז די עוואָלוציע פון ​​די האַרט בראָכצאָל און די טאַפּאַלאַדזשי פון סטראַקטשערז בעשאַס פלאַקינג.די רעזולטאַטן אַנטדעקן פונדאַמענטאַל דיפעראַנסיז צווישן פליסיק מעטאַלס ​​און עלעקטראָטשעמיקאַל טומע באַזייַטיקונג, און אויך פאַרלייגן אַ נייַע אופֿן פֿאַר באקומען סטראַקטשערז פון פליסיק מעטאַלס ​​מיט געגעבן דימענשאַנז און טאַפּאַלאַדזשי.
דעלאַגיישאַן האט יוואַלווד אין אַ שטאַרק און ווערסאַטאַל טעכנאָלאָגיע פֿאַר די פאַבריקיישאַן פון נאַנאָ-/מעסאָ-סייזד עפענען פּאָרעס און קאָמפּאָסיטע סטראַקטשערז מיט הינטער-הויך ינטערפאַסיאַל ייבערפלאַך פֿאַר פאַרשידן פאַנגקשאַנאַל און סטראַקטשעראַל מאַטעריאַלס אַזאַ ווי קאַטאַליסץ 1, 2, ברענוואַרג סעלז 3, 4, עלעקטראָליטיק קאַפּאַסאַטערז 5, 6, מאַטעריאַלס קעגנשטעליק צו ראַדיאַציע שעדיקן 7, הויך-קאַפּאַציטעט באַטאַרייע מאַטעריאַלס מיט געוואקסן מעטשאַניקאַל פעסטקייַט 8, 9 אָדער קאָמפּאָסיטע מאַטעריאַלס מיט ויסגעצייכנט מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס 10, 11. אין פאַרשידן פארמען, דעלאַגיישאַן ינוואַלווז די סעלעקטיוו דיסאַלושאַן פון איין עלעמענט פון אַ טכילעס אַנסטראַקטשערד "פּריקערסער צומיש" אין די פונדרויסנדיק סוויווע, וואָס פירט צו די ריאָרגאַנאַזיישאַן פון אַנדיסאַלווד צומיש עלעמענטן מיט אַ ניט-ניט-ניטוויאַל טאָפּאָלאָגי, אַנדערש פון די טאָפּאָלאָגי פון דער אָריגינעל צומיש., זאַץ פון ינגרידיאַנץ.כאָטש קאַנווענשאַנאַל עלעקטראָטשעמיקאַל דעלאַגיישאַן (ECD) ניצן עלעקטראָליטעס ווי די סוויווע איז די מערסט געלערנט ביז איצט, דעם אופֿן לימאַץ די דעלאַגייטינג סיסטעמען (אַזאַ ווי Ag-Au אָדער Ni-Pt) צו יענע מיט לעפיערעך איידעלע עלעמענטן (Au, Pt) און האָבן אַ גענוג גרויס חילוק אין רעדוקציע פּאָטענציעל צו צושטעלן פּאָראָסיטי.א וויכטיק שריט צו באַקומען דעם באַגרענעצונג איז געווען די לעצטע רידיסקאַווערז פון די פליסיק מעטאַל אַללויינג מעטאַד13,14 (LMD), וואָס ניצט אַלויז פון פליסיק מעטאַלס ​​(למשל Cu, Ni, Bi, Mg, אאז"ו ו) מיט אנדערע עלעמענטן אין דער סוויווע. .(למשל TaTi, NbTi, FeCrNi, SiMg, אאז"ו ו) 6,8,10,11,14,15,16,17,18,19.LMD און זייַן שווער מעטאַל צומיש באַזייַטיקונג (SMD) וואַריאַנט אַרבעטן ביי נידעריקער טעמפּעראַטורעס ווען די באַזע מעטאַל איז שווער20,21 ריזאַלטינג אין אַ קאַמפּאַזאַט פון צוויי אָדער מער ינטערפּענאַטרייטינג פייזאַז נאָך כעמישער עטשינג פון איין פאַסע.די פייזאַז קענען יבערמאַכן אין עפענען פּאָרעס.סטראַקטשערז.דעלאַגיישאַן מעטהאָדס זענען נאָך ימפּרוווד דורך די לעצטע הקדמה פון פארע פאַסע דעלאַגיישאַן (VPD), וואָס עקספּלויץ דיפעראַנסיז אין פארע דרוק פון האַרט עלעמענטן צו פאָרעם אָפֿן נאַנאָפּאָראָוס סטראַקטשערז דורך סעלעקטיוו יוואַפּעריישאַן פון איין עלעמענט22,23.
אין אַ קוואַליטאַטיווע מדרגה, אַלע פון ​​די טומע באַזייַטיקונג מעטהאָדס טיילן צוויי וויכטיק פּראָסט פֿעיִקייטן פון אַ זיך-אָרגאַניזירט טומע באַזייַטיקונג פּראָצעס.פירסטלי, דאָס איז די סעלעקטיוו דיסאַלושאַן פון די אַפאָרמענשאַנד אַללויינג עלעמענטן (אַזאַ ווי ב אין די סימפּלאַסט צומיש AXB1-X) אין די פונדרויסנדיק סוויווע.די רגע, ערשטער באמערקט אין די פּייאַנירינג יקספּערמענאַל און טעאָרעטיש שטודיום אויף די ECD24, איז די דיפיוזשאַן פון די אַנדיסאַלווד עלעמענט א צוזאמען די צובינד צווישן די צומיש און די סוויווע בעשאַס די באַזייַטיקונג פון ימפּיוראַטיז.דיפיוזשאַן איז ביכולת צו פאָרעם אַטאָמישע-רייַך מקומות דורך אַ פּראָצעס ענלעך צו ספּינאָדאַל פאַרפוילן אין פאַרנעם אַלויז, כאָטש לימיטעד דורך די צובינד.טראָץ דעם ענלעכקייט, פאַרשידענע צומיש באַזייַטיקונג מעטהאָדס קען פּראָדוצירן פאַרשידענע מאָרפאָלאָגיעס פֿאַר ומקלאָר סיבות18.בשעת ECD קענען דזשענערייט טאָפּאָלאָגיקאַללי פֿאַרבונדענע סטראַקטשערז פֿאַר אַטאָמישע פראַקשאַנז (X) פון אַנדיסאַלווד עלעמענטן (אַזאַ ווי Au אין AgAu) אַזוי נידעריק ווי 5% 25, ​​קאַמפּיוטיישאַנאַל און יקספּערמענאַל שטודיום פון LMD ווייַזן אַז דעם פּאָנעם ענלעך אופֿן בלויז דזשענערייץ טאָפּאָלאָגיקאַללי פֿאַרבונדענע סטראַקטשערז. .פֿאַר בייַשפּיל, פֿאַר פיל גרעסערע רענטגענ, די פֿאַרבונדן ביקאָנטינואָוס סטרוקטור איז וועגן 20% אין די פאַל פון טאַטי אַלויז דיקאָופּאַלד דורך קו מעלץ (זען Fig. 2 אין רעפער. 18 פֿאַר אַ זייַט-ביי-זייַט פאַרגלייַך מיט פאַרשידן ECD און LMD פאָרעם X ).די דיסקרעפּאַנסי איז טעאָרעטיש דערקלערט דורך אַ דיפיוזשאַן-קאַפּאַלד גראָוט מעקאַניזאַם אַנדערש פון ינטערפאַסיאַל ספּינאָדאַל דיקאַמפּאָוזישאַן און זייער ענלעך צו יוטעקטיק-קאַפּאַלד גראָוט26.אין אַ סוויווע פֿאַר באַזייַטיקונג פון טומע, דיפיוזשאַן-קאַפּט גראָוט אַלאַוז א-רייַך פילאַמאַנץ (אָדער פלאַקעס אין 2 ד) און ב-רייַך פליסיק טשאַנאַלז צו וואַקסן דורך דיפיוזשאַן בעשאַס באַזייַטיקונג פון טומע 15.פּאָר גראָוט פירט צו אַן אַליינד טאָפּאָלאָגיקאַללי אַנבאַונד סטרוקטור אין די מיטל טייל פון X און איז סאַפּרעסט אין דער נידעריקער טייל פון X, ווו בלויז אַנבאַונד אינזלען רייַך אין א פאַסע קענען פאָרעם.ביי גרעסערע רענטגענ, די בונד גראָוט ווערט אַנסטייבאַל, און פייווערד די פאָרמירונג פון בישליימעס בונד 3 ד סטראַקטשערז וואָס האַלטן סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט אפילו נאָך איין-פאַסע עטשינג.ינטערעסטינגלי, די אָריענטירונג סטרוקטור געשאפן דורך LMD17 אָדער SMD20 (Fe80Cr20)XNi1-X אַלויז איז יקספּערמענאַלי באמערקט פֿאַר X אַרויף צו 0.5, סאַגדזשעסטינג אַז דיפיוזשאַן-קאַפּט גראָוט איז אַ ומעטומיק מעקאַניזאַם פֿאַר LMD און SMD אלא ווי די קאַמאַנלי ריזאַלטינג פּאָרעז ECD קען נישט. האָבן אַ בילכער אַליינמאַנט סטרוקטור.
צו דערקלערן די סיבה פֿאַר דעם חילוק צווישן ECD און NMD מאָרפאָלאָגי, מיר דורכגעקאָכט פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז און יקספּערמענאַל שטודיום פון NMD פון TaXTi1-X אַלויז, אין וואָס די דיסאַלושאַן קינעטיק איז מאַדאַפייד דורך אַדינג צעלאָזן עלעמענטן צו פליסיק קופּער.מיר געפונען אַז כאָטש ביידע ECD און LMD זענען רעגיאַלייטאַד דורך סעלעקטיוו דיסאַלושאַן און ינטערפאַסיאַל דיפיוזשאַן, די צוויי פּראַסעסאַז אויך האָבן וויכטיק דיפעראַנסיז וואָס קען פירן צו מאָרפאַלאַדזשיקאַל דיפעראַנסיז 18.ערשטער, די שאָלעכץ קינעטיק אין די ECD איז קאַנטראָולד דורך די צובינד מיט אַ קעסיידערדיק שאָלעכץ פראָנט גיכקייַט V12 ווי אַ פֿונקציע פון ​​די געווענדט וואָולטידזש.דאָס איז אמת אפילו ווען אַ קליין בראָכצאָל פון ראַפראַקטערי פּאַרטיקאַלז (למשל Pt אין Ag-Au) זענען מוסיף צו די פאָטער צומיש, וואָס ריטאַרדז ינטערפאַסיאַל פלוידאַטי, קלינז און סטייבאַלייז די אַנאַלוידעד מאַטעריאַל, אָבער אַנדערש ריטיינז די זעלבע מאָרפאָלאָגי 27 .טאַפּאָלאָגיקאַללי קאַפּאַלד סטראַקטשערז זענען באקומען בלויז ביי נידעריק X ביי נידעריק V, און די ריטענשאַן פון מיסאַבאַל עלעמענטן 25 איז גרויס צו האַלטן אַ האַרט באַנד בראָכצאָל גרויס גענוג צו פאַרמייַדן פראַגמאַנטיישאַן פון די סטרוקטור.דאָס סאַגדזשעסץ אַז די קורס פון דיסאַלושאַן מיט רעספּעקט צו ינטערפאַסיאַל דיפיוזשאַן קען שפּילן אַ וויכטיק ראָלע אין מאָרפאַלאַדזשיקאַל סעלעקציע.אין קאַנטראַסט, די צומיש באַזייַטיקונג קינעטיק אין אַ LMD איז דיפיוזשאַן קאַנטראָולד 15,16 און די קורס דיקריסאַז לעפיערעך פאַסטער מיט צייט \(V \sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), ווו DL איז די מיסיביליטי עלעמענט פֿאַר די פליסיק דיפיוזשאַן קאָואַפישאַנט..
צווייטנס, בעשאַס ECD, די סאָלוביליטי פון יממיססיבלע עלעמענטן אין די עלעקטראָליטע איז גאָר נידעריק, אַזוי זיי קענען בלויז דיפיוזז צוזאמען די צומיש-עלעקטראָליטע צובינד.אין קאַנטראַסט, אין LMD, די "יממיססיבלע" עלעמענטן (א) פון AXB1-X פּריקערסער אַלויז טיפּיקלי האָבן קליין, כאָטש לימיטעד, צעשמעלצן סאָלוביליטי.די קליין סאָלוביליטי קענען זיין ינפערד דורך אַנאַליסיס פון די טערנערי פאַסע דיאַגראַמע פון ​​די CuTaTi טערנערי סיסטעם געוויזן אין סופּפּלעמענטאַרי פיגור 1. סאָלוביליטי קענען זיין קוואַנטאַפייד דורך פּלאַטינג אַ ליקווידוס שורה קעגן יקוואַליבריאַם קאַנסאַנטריישאַנז פון טאַ און טי אויף די פליסיק זייַט פון די צובינד (\( {c}_{ {{{{{\rm{טאַ))))))}}}} ^{ל}\) און \({c}_{{{{({\rm{Ti}} }}}} }^ {ל}\), ריספּעקטיוולי, ביי די דעלאַגיישאַן טעמפּעראַטור (סופּפּלעמענטאַרי פייג. 1 ב) האַרט-פליסיק צובינד לאקאלע טהערמאָדינאַמיק יקוואַליבריאַם איז מיינטיינד בעשאַס אַללויינג, }}}}}} ^ {ל}\) איז בעערעך קעסיידערדיק און זייַן ווערט איז שייך צו X. Supplementary Figure 1b ווייזט אַז \({c}_{{{{{{{\rm{Ta}}}}} ))}^{l}\) פאלט אין די קייט 10 -3 - 10 ^{ל}\) זענען גלייך צו 15.16.דעם "ליקאַדזש" פון יממיססיבלע עלעמענטן אין די צומיש קענען ווירקן ביידע די פאָרמירונג פון אַ ינטערפאַסיאַל סטרוקטור אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט, אין זיין קער, וואָס קענען ביישטייערן צו די דיסאַלושאַן און קאָאַרסאַנינג פון די סטרוקטור רעכט צו באַנד דיפיוזשאַן.
אין סדר צו סעפּעראַטלי אָפּשאַצן די צושטייַער פון (איך) די רידוסט קורס פון באַזייַטיקונג פון צומיש V און (ii) די רידוסט קורס פון ינפילטריישאַן פון יממיססיבלע עלעמענטן אין די צעשמעלצן, מיר פּראַסידאַד אין צוויי סטעפּס.ערשטנס, א דאנק \(V \sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), דורך שטודירן די מאָרפאלאגישע עוואלוציע פון ​​דער סטרוקטור פונעם פּעקלפראנט, האט מען געקענט שטודירן די ווירקונג פון פארמינערן V גענוג.גרויס צייַט.דעריבער, מיר ינוועסטאַגייטאַד דעם ווירקונג דורך פליסנדיק פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז איבער מער צייט פּיריאַדז ווי פריערדיקע שטודיום, וואָס אנטפלעקט די בייַזייַן פון טאָפּאָלאָגיקאַללי ונקאָופּאַלד אַליינמאַנט סטראַקטשערז געשאפן דורך די דיפיוזשאַן-קאַפּאַלד וווּקס פון די X15 ינטערמידייט.צווייטנס, אין סדר צו פאָרשן די ווירקונג פון יממיססיבלע עלעמענטן אויף רידוסינג די ליקאַדזש קורס, מיר צוגעגעבן Ti און Ag צו די קופּער צעשמעלצן ריספּעקטיוולי צו פאַרגרעסערן און פאַרמינערן די ליקאַדזש קורס, און געלערנט די ריזאַלטינג מאָרפאָלאָגי, סעגרעגאַציע קינעטיק און קאַנסאַנטריישאַן פאַרשפּרייטונג אין די צעשמעלצן.דעלאַגייטאַד קו צעשמעלצן דורך חשבונות און יקספּעראַמאַנץ ין די צומיש סטרוקטור.מיר האָבן צוגעגעבן Ti אַדישאַנז ריינדזשינג פון 10% צו 30% צו די מידיאַ צו באַזייַטיקן די Cu צעשמעלצן.די אַדישאַן פון Ti ינקריסיז די Ti קאַנסאַנטריישאַן בייַ די ברעג פון די דעלאַגייטאַד שיכטע, וואָס ראַדוסאַז די Ti קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט אין דעם שיכטע און ראַדוסאַז די דיסאַלושאַן קורס.עס אויך ינקריסיז טאַ ס ליקאַדזש קורס דורך ינקריסינג \({c}_{{{({\rm{Ti}}}}}}}}^{l}\), אַזוי \({c}_{{{{) {\rm{Ta}}}}}}^{l}\) (סאַפּלאַמענטערי פייג. 1ב) די סומע פון ​​זילבער מיר לייגן וועריז פון 10% צו 30%. די סאָלוביליטי פון אַללויינג עלעמענטן אין די צעשמעלצן, מיר האָבן מאָדעלעד די CuAgTaTi קוואַטערנערי סיסטעם ווי אַ עפעקטיוו (CuAg) TaTi טערנערי סיסטעם אין וואָס די סאָלוביליטי פון Ti און Ta דעפּענדס אויף די קאַנסאַנטריישאַן פון Ag אין די CuAg צעשמעלצן (זען באַמערקונג) 2 און סאַפּלאַמענטערי פייגן 2-4).די אַדישאַן פון אַג טוט נישט פאַרגרעסערן די קאַנסאַנטריישאַן פון טי אין די ברעג פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור.אָבער, זינט די סאָלאַבילאַטי פון Ti אין Ag איז נידעריקער ווי די פון Cu, דאָס ראַדוסאַז \({c}_{{{{{\rm{Ta}}}}}}}}^{l}\) (סופּפּלעמענטאַרי פייג) . 1 ) 4ב) און רינען קורס טא.
די רעזולטאַטן פון פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז ווייַזן אַז קאַפּאַלד וווּקס ווערט אַנסטייבאַל איבער אַ גענוג לאַנג צייט צו העכערן די פאָרמירונג פון טאָפּאָלאָגיקאַל קאַפּאַלד סטראַקטשערז אין די פאַרפוילן פראָנט.מיר עקספּערימענטאַלי באַשטעטיקן דעם מסקנא דורך ווייַזונג אַז די אַנדערלייינג שיכטע פון ​​די טאַ15ט85 צומיש, וואָס פארמען לעבן די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט אין אַ שפּעטער בינע פון ​​דעלאַמינאַטיאָן, בלייבט טאָפּאָלאָגיקאַללי בונד נאָך עטשינג פון די קופּער-רייַך פאַסע.אונדזער רעזולטאַטן אויך פֿאָרשלאָגן אַז די ליקאַדזש קורס האט אַ טיף ווירקונג אויף מאָרפאַלאַדזשיקאַל עוואָלוציע רעכט צו פאַרנעם דיפיוזיוו אַריבערפירן פון יממיססיבלע עלעמענטן אין פליסיק מעלץ.עס איז געוויזן דאָ אַז די ווירקונג, וואָס איז ניטאָ אין ECD, שטארק אַפעקץ די קאַנסאַנטריישאַן פּראָופיילז פון פאַרשידן עלעמענטן אין די דעלאַגייטאַד שיכטע, די בראָכצאָל פון די האַרט פאַסע און די טאָפּאָלאָגי פון די LMD סטרוקטור.
אין דעם אָפּטיילונג, מיר ערשטער פאָרשטעלן די רעזולטאַטן פון אונדזער לערנען דורך פאַסע פעלד סימיאַליישאַן פון די ווירקונג פון אַדינג Ti אָדער Ag צו Cu מעלץ ריזאַלטינג אין פאַרשידענע מאָרפאָלאָגיעס.אויף פ.פיגורע 1 גיט די רעזולטאטן פון דריי-דימענשאַנאַל מאָדעלינג פון די פאַסע פעלד פון טאַקסטי1-קס אַלויז באקומען פון Cu70Ti30, Cu70Ag30 און ריין קופּער מעלץ מיט אַ נידעריק אַטאָמישע אינהאַלט פון יממיסאַבאַל עלעמענטן פון 5 צו 15%.די ערשטע צוויי ראָוז ווייַזן אַז די אַדישאַן פון ביידע טי און אַג פּראַמאָוץ די פאָרמירונג פון טאַפּאָלאָגיקאַללי בונד סטראַקטשערז קאַמפּערד מיט די אַנבאַונד סטרוקטור פון ריין קו (דריט רודערן).אָבער, די אַדישאַן פון טי, ווי דערוואַרט, געוואקסן טאַ ליקאַדזש, דערמיט פּרעווענטינג דעלאַמינאַטיאָן פון נידעריק X אַלויז (טאַ5טי95 און טאַ10טי90) און קאָזינג מאַסיוו דיסאַלושאַן פון די עקספאָליאַטעד פּאָרעז שיכטע בעשאַס טאַ15טי85 דעלאַמינאַטיאָן.אויף די פאַרקערט, די אַדישאַן פון אַג (רגע רודערן) קאַנטריביוץ צו די פאָרמירונג פון אַ טאָפּאָלאָגיקאַללי פֿאַרבונדענע סטרוקטור פון אַלע קאַמפּאָונאַנץ פון די באַזע צומיש מיט אַ קליין דיסאַלושאַן פון די דעלאַגייטאַד שיכטע.די פאָרמירונג פון אַ בייקאָנטיינואַס סטרוקטור איז אַדישנאַלי ילאַסטרייטיד אין פיגס.1b, וואָס ווייזט בילדער פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור מיט ינקריסינג טיפקייַט פון דעלאַמינאַטיאָן פון לינקס צו רעכט און אַ בילד פון די האַרט-פליסיק צובינד אין מאַקסימום טיפקייַט (ווייַט רעכט בילד).
3 ד פאַסע פעלד סימיאַליישאַן (128 × 128 × 128 nm3) וואָס ווייַזן די דראַמאַטיק ווירקונג פון אַדינג אַ סאָלוטע צו אַ פליסיק צעשמעלצן אויף די לעצט מאָרפאָלאָגי פון די דעלאַגייטאַד צומיש.דער אויבערשטער צייכן ינדיקייץ דער זאַץ פון די פאָטער צומיש (TaXTi1-X) און די ווערטיקאַל צייכן ינדיקייץ די צעשמעלצן זאַץ פון די קו-באזירט סאָפאַנינג מיטל.געביטן מיט אַ הויך טאַ קאַנסאַנטריישאַן אין די סטרוקטור אָן ימפּיוראַטיז זענען געוויזן אין ברוין, און די האַרט-פליסיק צובינד איז געוויזן אין בלוי.ב דריי-דימענשאַנאַל סימיאַליישאַן פון די פאַסע פעלד פון די אַנדאָפּעד טאַ15טי85 פּריקערסער צומיש אין די Cu70Ag30 צעשמעלצן (190 × 190 × 190 נם 3).דער ערשטער 3 ראָמען ווייַזן די האַרט געגנט פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור אין פאַרשידענע דעלאַגיישאַן טיפענישן, און די לעצטע ראַם ווייזט בלויז די האַרט-פליסיק צובינד אין די מאַקסימום טיפעניש.דער פֿילם קאָראַספּאַנדינג צו (ב) איז געוויזן אין סאַפּלאַמענטערי פֿילם 1.
די ווירקונג פון סאָלוט אַדישאַן איז געווען ווייַטער יקספּלאָרד מיט 2D פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז, וואָס צוגעשטעלט נאָך אינפֿאָרמאַציע וועגן ינטערפאַסיאַל מאָדע פאָרמירונג אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט און ערלויבט אַקסעס צו גרעסערע לענג און צייט וואָג ווי 3D סימיאַליישאַנז צו קוואַנטיפיצירן די דעלאַמינאַטיאָן קינעטיק.אויף פ.פיגור 2 ווייזט בילדער פון די סימיאַליישאַן פון די באַזייַטיקונג פון די טאַ15טי85 פּריקערסער צומיש דורך Cu70Ti30 און Cu70Ag30 מעלץ.אין ביידע קאַסעס, דיפיוזשאַן-קאַפּט גראָוט איז זייער אַנסטייבאַל.אַנשטאָט פון פּענאַטרייטינג ווערטיקלי אין די צומיש, די טרינקגעלט פון די פליסיק טשאַנאַלז מאַך כאַאָטישלי לינקס און רעכט אין זייער קאָמפּלעקס טרייַעקטאָריעס בעשאַס אַ סטאַביל וווּקס פּראָצעס וואָס פּראַמאָוץ אַליינד סטראַקטשערז וואָס העכערן די פאָרמירונג פון טאָפּאָלאָגיקאַללי פֿאַרבונדענע סטראַקטשערז אין 3 ד פּלאַץ (Fig. 1).אָבער, עס איז אַ וויכטיק חילוק צווישן טי און אַג אַדאַטיווז.פֿאַר די Cu70Ti30 צעשמעלצן (Fig. 2a), די צונויפשטויס פון צוויי פליסיק טשאַנאַלז פירט צו די מערדזשינג פון די האַרט-פליסיק צובינד, וואָס פירט צו די יקסטרוזשאַן פון די האַרט בינדערס קאַפּטשערד דורך די צוויי טשאַנאַלז פון די סטרוקטור און, לעסאָף, צו דיסאַלושאַן. .אויף די פאַרקערט, פֿאַר די Cu70Ag30 צעשמעלצן (Fig. 2b), טאַ ענריטשמענט אין די צובינד צווישן די האַרט און פליסיק פייזאַז פּריווענץ קאָואַלעסאַנס רעכט צו אַ פאַרקלענערן אין טאַ ליקאַדזש אין די צעשמעלצן.ווי אַ רעזולטאַט, קאַמפּרעשאַן פון די בונד בייַ די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט איז סאַפּרעסט, דערמיט פּראַמאָוטינג די פאָרמירונג פון קאַנעקטיווע סטראַקטשערז.ינטערעסטינגלי, די כאַאָטיש אַסאַלאַטאָרי באַוועגונג פון די פליסיק קאַנאַל קריייץ אַ צוויי-דימענשאַנאַל סטרוקטור מיט אַ זיכער גראַד פון אַליינמאַנט ווען די קאַטאָף איז סאַפּרעסט (Fig. 2b).אָבער, דעם אַליינמאַנט איז נישט דער רעזולטאַט פון אַ סטאַביל וווּקס פון די בונד.אין 3 ד, אַנסטייבאַל דורכדרונג קריייץ אַ ניט-קאָאַקסיאַל קאָננעקטעד ביקאָנטיניואַס סטרוקטור (Fig. 1b).
סנאַפּשאַץ פון 2 ד פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז פון Cu70Ti30 (אַ) און Cu70Ag30 (ב) מעלץ רימעלטיד צו טאַ15טי85 צומיש וואָס אילוסטרירט אַנסטייבאַל דיפיוזשאַן-קאַפּט וווּקס.בילדער וואָס ווייַזן פאַרשידענע טיפענישן פון באַזייַטיקונג פון טומע געמאסטן פון די ערשט שטעלע פון ​​די פלאַך האַרט / פליסיק צובינד.די ינסעץ ווייַזן פאַרשידענע רעזשים פון פליסיק קאַנאַל קאַליזשאַנז, וואָס פירן צו די דיטאַטשמאַנט פון האַרט בינדערס און די פּרעזערוויישאַן פון Cu70Ti30 און Cu70Ag30 מעלץ ריספּעקטיוולי.די פעלד ברייט פון Cu70Ti30 איז 1024 נם, Cu70Ag30 איז 384 נם.די בונט באַנד ינדיקייץ די טאַ קאַנסאַנטריישאַן, און די פאַרשידענע פארבן ויסטיילן צווישן די פליסיק געגנט (פינצטער בלוי), די באַזע צומיש (ליכט בלוי), און די אַנאַלויד סטרוקטור (כּמעט רויט).קינאָ פון די סימיאַליישאַנז זענען פיטשערד אין סופּפּלעמענטאַל קינאָ 2 און 3, וואָס הויכפּונקט די קאָמפּלעקס פּאַטווייז וואָס דורכנעמען פליסיק טשאַנאַלז בעשאַס אַנסטייבאַל דיפיוזשאַן קאַפּאַלד וווּקס.
אנדערע רעזולטאַטן פון 2D פאַסע פעלד סימיאַליישאַן זענען געוויזן אין Fig.3.גראַפיק פון דעלאַמינאַטיאָן טיפקייַט קעגן צייַט (שיפּוע גלייַך צו V) אין Fig.3 אַ ווייזט אַז די אַדישאַן פון Ti אָדער Ag צו די Cu צעשמעלצן סלאָוז אַראָפּ די צעשיידונג קינעטיק, ווי דערוואַרט.אויף פ.3b ווייזט אַז דעם סלאָודאַון איז געפֿירט דורך אַ פאַרקלענערן אין די טי קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט אין די פליסיק אין די דעלאַגייטאַד שיכטע.עס אויך ווייזט אַז די אַדישאַן פון טי (אַג) ינקריסיז (דיקריסאַז) די קאַנסאַנטריישאַן פון טי אויף די פליסיק זייַט פון די צובינד (\({c}_{{{{{{\rm{Ti))))))) ))) ^{ל \) ), וואס פירט צו רינען פון טא, געמאסטן לויט דער פראקציע פון ​​טא צעלאזט אין דער שמעלצן אלס פונקציע פון ​​צייט (פיג. 3c), וואס פארגרעסערט (פארמינערט) מיט דער צוגאנג פון טי(אג) ).פיגור 3 ד ווייזט אַז פֿאַר ביידע סאָלוטעס, די באַנד בראָכצאָל פון סאָלידס בלייבט העכער די שוועל פֿאַר די פאָרמירונג פון בייקאָנטינואַס טאַפּאַלאַדזשיקלי פֿאַרבונדענע סטראַקטשערז28,29,30.בשעת אַדינג טי צו די צעשמעלצן ינקריסיז די ליקאַדזש פון טאַ, עס אויך ינקריסיז די ריטענשאַן פון טי אין די האַרט בינדער רעכט צו פאַסע יקוואַליבריאַם, דערמיט ינקריסינג די באַנד בראָכצאָל צו טייַנען די קאָוכיסיוונאַס פון די סטרוקטור אָן ימפּיוראַטיז.אונדזער חשבונות בכלל שטימען מיט יקספּערמענאַל מעזשערמאַנץ פון די באַנד בראָכצאָל פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט.
די פאַסע פעלד סימיאַליישאַן פון די Ta15Ti85 צומיש קוואַנטאַפייז די פאַרשידענע יפעקץ פון Ti און Ag אַדישאַנז צו די Cu צעשמעלצן אויף די צומיש באַזייַטיקונג קינעטיק געמאסטן פֿון די צומיש באַזייַטיקונג טיפקייַט ווי אַ פונקציע פון ​​​​צייַט (אַ), די Ti קאַנסאַנטריישאַן פּראָפיל אין די פליסיק אין אַ צומיש באַזייַטיקונג טיפקייַט פון 400 נם (נעגאַטיוו טיפקייַט וויידאַנז אין די צעשמעלצן אַרויס די צומיש סטרוקטור (צומיש פראָנט אויף די לינקס) b טאַ ליקאַדזש קעגן צייט (C) און האַרט בראָכצאָל אין די אַנאַלויד סטרוקטור קעגן צעשמעלצן זאַץ (ד) די קאַנסאַנטריישאַן פון נאָך עלעמענטן אין די צעשמעלצן איז פּלאַטיד צוזאמען די אַבססיס (ד (טי - גרין שורה, אַג - לילאַ שורה און עקספּערימענט).
זינט די גיכקייַט פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט דיקריסאַז מיט צייַט, די עוואָלוציע פון ​​די מאָרפאָלאָגי בעשאַס דעלאַמינאַטיאָן ווייזט די ווירקונג פון רידוסינג די דעלאַמינאַטיאָן גיכקייַט.אין אַ פריערדיקן פאַסע פעלד לערנען, מיר באמערקט יוטעקטיק-ווי קאַפּאַלד וווּקס ריזאַלטינג אין אַליינד טאָפּאָלאָגיקאַללי אַנבאַונד סטראַקטשערז בעשאַס באַזייַטיקונג פון די טאַ15טי85 פּריקערסער צומיש דורך ריין קופּער מעלץ15.אָבער, לאַנג ראַנז פון דער זעלביקער פאַסע פעלד סימיאַליישאַן ווייַזן (זען סאַפּלאַמענערי פֿילם 4) אַז ווען די דיקאַמפּאָוזישאַן פראָנט גיכקייַט ווערט קליין גענוג, די קאַפּאַלד וווּקס ווערט אַנסטייבאַל.די ינסטאַביליטי מאַנאַפעסט זיך אין די לאַטעראַל ראַקינג פון די פלאַקעס, וואָס פּריווענץ זייער אַליינמאַנט און, אַזוי, פּראַמאָוץ די פאָרמירונג פון טאָפּאָלאָגיקאַללי פארבונדן סטראַקטשערז.די יבערגאַנג פון סטאַביל געבונדן גראָוט צו אַנסטייבאַל ראַקינג גראָוט אַקערז לעבן קסי = 250 נם מיט אַ קורס פון 4.7 מם / s.אויף די פאַרקערט, די קאָראַספּאַנדינג דעלאַמינאַטיאָן טיפקייַט קסי פון די Cu70Ti30 צעשמעלצן איז וועגן 40 נם אין דער זעלביקער קורס.דעריבער, מיר קען נישט אָבסערווירן אַזאַ אַ טראַנספאָרמאַציע ווען רימוווינג די צומיש מיט די Cu70Ti30 צעשמעלצן (זען סופּפּלעמענטאַרי פֿילם 3), ווייַל אַדינג 30% טי צו די צעשמעלצן באטייטיק ראַדוסאַז די צומיש באַזייַטיקונג קינעטיק.צום סוף, כאָטש דיפיוזשאַן-קאַפּאַלד וווּקס איז אַנסטייבאַל רעכט צו סלאָוער דעלאַמינאַטיאָן קינעטיק, די דיסטאַנסע λ0 פון שווער קייטן אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט פאָלגן בעערעך די \({\lambda }_{0}^{2}V=C\) געזעץ פון סטיישאַנערי. גראָוט15,31 ווו C איז אַ קעסיידערדיק.
צו פּרובירן די פֿאָרויסזאָגן פון די פאַסע פעלד סימיאַליישאַן, צומיש באַזייַטיקונג יקספּעראַמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט גרעסערע סאַמפּאַלז און מער צומיש באַזייַטיקונג צייט.פיגורע 4אַ איז אַ סכעמאַטיש דיאַגראַמע וואָס ווייַזן די שליסל פּאַראַמעטערס פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור.די גאַנץ טיפקייַט פון דעלאַמינאַטיאָן איז גלייַך צו קסי, די ווייַטקייט פון די ערשט גרענעץ פון די האַרט און פליסיק פייזאַז צו די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט.hL איז די ווייַטקייט פון די ערשט האַרט-פליסיק צובינד צו די ברעג פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור איידער עטשינג.א גרויס הל ינדיקייץ אַ שטאַרק טאַ ליקאַדזש.פֿון די SEM בילד פון די דעלאַגייטאַד מוסטער, מיר קענען מעסטן די גרייס HD פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור איידער עטשינג.אָבער, זינט די צעשמעלצן אויך סאַלידאַפייז אין צימער טעמפּעראַטור, עס איז מעגלעך צו האַלטן אַ דעלאַגייטאַד סטרוקטור אָן קייטן.דעריבער, מיר עטשט די צעשמעלצן (קופּער רייַך פאַסע) צו באַקומען די יבערגאַנג סטרוקטור און געוויינט הק צו קוואַנטיפיי די גרעב פון די יבערגאַנג סטרוקטור.
אַ סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ​​די עוואָלוציע פון ​​מאָרפאָלאָגי בעשאַס די באַזייַטיקונג פון ימפּיוראַטיז און די באַשטימונג פון דזשיאַמעטריק פּאַראַמעטערס: ליקאַדזש שיכטע גרעב טאַ הל, גרעב פון די דעלאַמינאַטעד סטרוקטור הד, גרעב פון די קאַנעקטינג סטרוקטור הק.(ב), (C) עקספּערימענטאַל וואַלאַדיישאַן פון פאַסע פעלד סימיאַליישאַן רעזולטאַטן קאַמפּערינג סעם קרייַז סעקשאַנז און 3 ד עטשט מאָרפאָלאָגי פון טאַ15טי85 צומיש צוגעגרייט פון ריין קו (ב) און קו70אַג30 מעלץ, יילדינג טאַפּאַלאַדזשיקאַל קייטן מיט מונדיר בונד גרייס סטרוקטור (C), וואָג באַר 10 μם.
די קרייַז סעקשאַנז פון די דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז געוויזן אין Fig.4b,c באַשטעטיקן די הויפּט פּרעדיקטעד יפעקץ פון אַדינג Ti און Ag צו Cu מעלץ אויף די מאָרפאָלאָגי און קינעטיק פון די דעלאַגייטאַד צומיש.אויף פ.פיגורע 4ב ווייזט די נידעריקער געגנט פון די סעם שנייַדן (אויף די לינקס) פון די טאַ15ט85 צומיש אַלייד דורך טבילה אין ריין קופּער פֿאַר 10 ס צו אַ טיפעניש פון קסי ~ 270 μם.אויף אַ מעזשעראַבאַל יקספּערמענאַל צייט וואָג, וואָס איז עטלעכע אָרדערס פון מאַגנאַטוד גרעסער ווי אין פאַסע פעלד סימיאַליישאַנז, די דעקאָופּלינג פראָנט גיכקייַט איז געזונט אונטער די אַפאָרמענשאַנד שוועל גיכקייַט פון 4.7 מם / s, אונטער וואָס סטאַביל יוטעקטיק בונד וווּקס ווערט אַנסטייבאַל.דעריבער, די סטרוקטור אויבן די שאָלעכץ פראָנט איז געריכט צו זיין טאָפּאָלאָגיקאַללי גאָר פארבונדן.איידער עטשינג, אַ דין פּלאַסט פון די באַזע צומיש איז גאָר צעלאָזן (הל = 20 μם), וואָס איז געווען פארבונדן מיט טאַ ליקאַדזש (טאַבלע 1).נאָך כעמישער עטשינג פון די קופּער-רייַך פאַסע (רעכט), בלויז אַ דין פּלאַסט פון דעלאַגייטאַד צומיש (הק = 42 μm) בלייבט, וואָס ינדיקייץ אַז פיל פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור פאַרפאַלן סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט בעשאַס עטשינג און איז נישט, ווי דערוואַרט, טאָפּאָלאָגיקאַללי בונד ( פייג 1 א)., די רעכט בילד אין די דריט רודערן).אויף פ.4c ווייזט די פול סעם קרייַז אָפּטיילונג און 3 ד בילדער פון די עטשינג פון די Ta15Ti85 צומיש אַוועקגענומען דורך טבילה אין די Cu70Ag30 צעשמעלצן פֿאַר 10 ס צו אַ טיפעניש פון וועגן 200 μם.זינט די שאָלעכץ טיפקייַט איז טעאָרעטיש פּרעדיקטעד צו פאַרגרעסערן מיט \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\) דיפיוזשאַן קאַנטראָולד קינעטיק (זען סאַפּלאַמענטערי באַמערקונג 4) 15 16, מיט די דערצו פון 30% אַג צו די קו צעשמעלצן, אַ פאַרקלענערן אין די טיפעניש פון צעשיידונג פון 270 μm צו 220 μm קאָראַספּאַנדז צו אַ פאַרקלענערן אין די Peclet נומער פּ מיט אַ פאַקטאָר פון 1.5.נאָך כעמיש עטשינג פון די קו / אַג רייַך פאַסע (רעכט), די גאנצע דעלאַגייטאַד סטרוקטור ריטיין סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט (הק = 200 μm), דעמאַנסטרייטינג אַז עס איז בייסיקלי אַ פּרעדיקטעד טאַפּאַלאַדזשיקלי קאַפּאַלד בייקאַנטינואַס סטרוקטור (פיגורע 1, רעכט-מאָסט בילד) רגע רודערן און גאַנץ דנאָ רודערן).אַלע מעזשערמאַנץ פון די דעלאַגייטאַד באַזע צומיש טאַ15ט85 אין פאַרשידן מעלץ זענען סאַמערייזד אין טאַבלע.1. מיר אויך פאָרשטעלן רעזולטאַטן פֿאַר אַנלויד טאַ10טי90 באַזע אַלויז אין פאַרשידן מעלץ, קאַנפערמינג אונדזער קאַנקלוזשאַנז.מעזשערמאַנץ פון די ליקאַדזש שיכטע גרעב טאַ געוויזן אַז די סטרוקטור צעלאָזן אין די Cu70Ag30 צעשמעלצן (הל = 0 μם) איז קלענערער ווי אַז אין די ריין קו צעשמעלצן (הל = 20 μם).אויף די פאַרקערט, די אַדישאַן פון טי צו די צעשמעלצן דיסאַלווז מער וויקלי אַלויד סטראַקטשערז (הל = 190 μם).די פאַרקלענערן אין די דיסאַלושאַן פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור צווישן די ריין קו צעשמעלצן (הל = 250 μם) און די Cu70Ag30 צעשמעלצן (הל = 150 μם) איז מער פּראַנאַונסט אין די דעלאַגייטאַד אַלויז באזירט אויף טאַ10טי90.
צו פֿאַרשטיין די ווירקונג פון פאַרשידענע מעלץ, מיר דורכגעקאָכט אַן נאָך קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליסיס פון די יקספּערמענאַל רעזולטאטן אין Fig. 5 (זען אויך סאַפּלאַמענערי דאַטאַ 1).אויף פ.פיגיערז 5 אַ-ב ווייַזן געמאסטן קאַנסאַנטריישאַן דיסטריביושאַנז פון פאַרשידענע עלעמענטן צוזאמען די ריכטונג פון עקספאָולייישאַן אין עקספאָולייישאַן יקספּעראַמאַנץ אין ריין קו צעשמעלצן (Fig. 5 אַ) און Cu70Ag30 צעשמעלצן (פיגורע 5 ב).די קאַנסאַנטריישאַנז פון פאַרשידן עלעמענטן זענען פּלאַננעד קעגן די דיסטאַנסע ד פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט צו די ברעג פון די דעלאַמינאַטיאָן שיכטע אין די האַרט בינדער און די פאַסע וואָס איז געווען פליסיק (ענריטשט אין Cu אָדער CuAg) אין דער צייט פון דעלאַמינאַטיאָן.ניט ענלעך ECD, ווו די ריטענשאַן פון מיסאַבאַל עלעמענטן איז באשלאסן דורך די קורס פון צעשיידונג, אין LMD, די קאַנסאַנטריישאַן אין אַ האַרט בינדער איז באשלאסן דורך די היגע טהערמאָדינאַמיק יקוואַליבריאַם צווישן די האַרט און פליסיק פייזאַז און, אַזוי, די קאָויגזיסטאַנס פּראָפּערטיעס פון די האַרט און פליסיק פייזאַז. פליסיק פייזאַז.אַללוי שטאַט דיאַגראַמז.רעכט צו דער דיסאַלושאַן פון טי פון די באַזע צומיש, די טי קאַנסאַנטריישאַן דיקריסאַז מיט ינקריסינג די פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט צו די ברעג פון די דעלאַמינאַטיאָן שיכטע.ווי אַ רעזולטאַט, די טאַ קאַנסאַנטריישאַן געוואקסן מיט ינקריסינג ד צוזאמען דעם פּעקל, וואָס איז קאָנסיסטענט מיט די פאַסע פעלד סימיאַליישאַן (סופּפּלעמענטאַרי פייג. 5).די Ti קאַנסאַנטריישאַן אין די Cu70Ag30 צעשמעלצן פאלן מער פּליטקע ווי אין די ריין Cu צעשמעלצן, וואָס איז קאָנסיסטענט מיט די סלאָוער צומיש באַזייַטיקונג קורס.די געמאסטן קאַנסאַנטריישאַן פּראָופיילז אין Figs.5ב אויך ווייַזן אַז די פאַרהעלטעניש פון די קאַנסאַנטריישאַנז פון אַג און קו אין די פליסיק איז נישט פּונקט קעסיידערדיק צוזאמען די פּלאַסט פון די דעלאַגייטאַד צומיש, בשעת אין די סימיאַליישאַן פון די פאַסע פעלד דעם פאַרהעלטעניש איז געווען קעסיידערדיק אין די סימיאַליישאַן פון די צעשמעלצן. אַ פּסעוודאָ-עלעמענט Cu70Ag30.טראָץ דעם קוואַנטיטאַטיווע חילוק, די פאַסע פעלד מאָדעל קאַפּטשערז די פּרידאַמאַנאַנט קוואַליטאַטיווע ווירקונג פון אַדינג Ag אויף סאַפּרעסינג טאַ ליקאַדזש.גאָר קוואַנטיטאַטיווע מאָדעלינג פון די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענץ פון אַלע פיר עלעמענטן אין האַרט בינדערס און ליקווידס ריקווייערז אַ מער פּינטלעך פיר-קאָמפּאָנענט מאָדעל פון די טאַטיקואַג פאַסע דיאַגראַמע, וואָס איז ווייַטער פון די פאַרנעם פון דעם אַרבעט.
געמאסטן קאַנסאַנטריישאַן פּראָופיילז דיפּענדינג אויף די דיסטאַנסע ד פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט פון די טאַ15טי85 צומיש אין (אַ) ריין קו צעשמעלצן און (ב) קו70אַג30 צעשמעלצן.פאַרגלייַך פון די געמאסטן באַנד בראָכצאָל פון סאָלידס ρ (ד) פון די דעלאַגייטאַד סטרוקטור (האַרט שורה) מיט די טעאָרעטיש פּראָגנאָז קאָראַספּאַנדינג צו די יקווייזשאַן אָן ליקאַדזש טאַ (דאַשט שורה).(1) (C) ינפלייט יקווייזשאַן פאָרויסזאָגן.(1) יקווייזשאַן קערעקטאַד אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט.(2) אַז איז, טאַ ליקאַדזש איז געהאלטן.מעסטן די דורכשניטלעך בונד ברייט λוו און דיסטאַנסע λs (ד).טעות באַרס רעפּראַזענץ די נאָרמאַל דיווייישאַן.
אויף פ.5c קאַמפּערז די געמאסטן באַנד בראָכצאָל פון סאָלידס ρ (ד) (האַרט שורה) פֿאַר ריין דעלאַגייטאַד קו און Cu70Ag30 סטראַקטשערז פון די צעשמעלצן מיט די טעאָרעטיש פּראָגנאָז (דאַשט שורה) באקומען פון מאַסע קאַנסערוויישאַן ניצן די געמאסטן טאַ קאַנסאַנטריישאַן אין די האַרט בינדער \({ c }_ {Ta}^{s}(ד)\) (פיג. 5 א, ב) און איגנאָרירן די ליקאַדזש פון טאַ און די אַריבערפירן פון טאַ צווישן קייטן מיט פאַרשידענע טיפענישן פון צעשיידונג.אויב טאַ ענדערונגען פון האַרט צו פליסיק, אַלע די טאַ קאַנטיינד אין די באַזע צומיש מוזן זיין רידיסטריביוטיד אין אַ האַרט בינדער.אזוי, אין קיין שיכטע פון ​​די ווייַט סטרוקטור פּערפּענדיקולאַר צו דער ריכטונג פון באַזייַטיקונג פון די צומיש, די קאַנסערוויישאַן פון מאַסע מיטל אַז \({c}_{Ta}^{s}(d){S}_{s}(d) )={ק}_{טאַ}^{0}(ד){S}_{t}\), ווו \({c}_{טאַ}^{s}(d)\) און \({c _{טאַ }^ {0}\) זענען די טאַ קאַנסאַנטריישאַנז אין שטעלע ד אין די בינדער און מאַטריץ צומיש, ריספּעקטיוולי, און סס (ד) און סט זענען די קרייַז-סעקשאַנאַל געביטן פון די שווער בינדער און די גאנצע ווייַט געגנט, ריספּעקטיוולי.דעם פּרידיקס די באַנד בראָכצאָל פון סאָלידס אין די ווייַט שיכטע.
דעם קענען זיין לייכט געווענדט צו די סטרוקטור פון דעלאַגייטאַד ריין קו און Cu70Ag30 מעלץ ניצן די קאָראַספּאַנדינג \({c}_{Ta}^{s}(d)\) קורוועס קאָראַספּאַנדינג צו די בלוי שורה.די פֿאָרויסזאָגן זענען סופּעראַמפּאָוזד אויף Fig.רינען-פריי מאַסע קאַנסערוויישאַן פּרידיקס אַ מאַנאַטאַניק פאַרקלענערן אין די באַנד בראָכצאָל מיט ינקריסינג ד, וואָס איז קוואַלאַטייטיוולי באמערקט אין ריין Cu מעלץ, אָבער נישט אין Cu70Ag30 מעלץ, ווו ρ (ד) האט אַ מינימום.אין דערצו, דאָס פירט צו אַ באַטייטיק אָוווערעסטאַמיישאַן פון די באַנד פראַקשאַנז בייַ די צעשיידונג פראָנט פֿאַר ביידע מעלץ.פֿאַר די קלענסטער מעזשעראַבאַל ד ≈ 10 μם, די פּרעדיקטעד ρ וואַלועס פֿאַר ביידע מעלץ יקסיד 0.5, בשעת די געמאסטן ρ וואַלועס פֿאַר די Cu און Cu70Ag30 מעלץ זענען אַ ביסל העכער ווי 0.3 און 0.4 ריספּעקטיוולי.
צו ונטערשטרייַכן די הויפּט ראָלע פון ​​​​די טאַ ליקאַדזש, מיר ווייַזן אַז די קוואַנטיטאַטיווע דיסקרעפּאַנסי צווישן די געמאסטן און פּרעדיקטעד ρ וואַלועס לעבן די דיקאַמפּאָוזישאַן פראָנט קענען זיין ילימאַנייטאַד דורך ראַפינירן אונדזער טעאָרעטיש פֿאָרויסזאָגן צו אַרייַננעמען דעם ליקאַדזש.צו דעם סוף, לאָמיר רעכענען די גאַנץ נומער פון טאַ אַטאָמס וואָס פלאָוינג פון אַ האַרט אין אַ פליסיק ווען די פאַרפוילן פראָנט באוועגט איבער אַ ווייַטקייט Δxi = vΔt אין די צייט מעהאַלעך Δt Δxi = vΔt, ווו \(v={\dot{x) )) _{i}(ה)\) - דעלאַמינאַטיאָן קורס, טיפקייַט און צייט קענען זיין דערייווד פון די באקאנט שייכות \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t } \ ) דעעראציע .די היגע געזעץ פון קאַנסערוויישאַן פון מאַסע בייַ די צעשיידונג פראָנט (ד ≈ 0) איז אַזאַ אַז ΔN = DlglΔtSl/va, ווו gl איז די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט פון טאַ אַטאָמס אין די פליסיק, וואַ איז די אַטאָמישע באַנד קאָראַספּאַנדינג צו די קאַנסאַנטריישאַן דיפיינד ווי אַ אַטאָמישע בראָכצאָל, און Sl = St - Ss איז די קרייַז-סעקשאַנאַל געגנט פון די פליסיק קאַנאַל אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט.די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט גל קענען זיין קאַלקיאַלייטיד דורך אַסומינג אַז די קאַנסאַנטריישאַן פון טאַ אַטאָמס האט אַ קעסיידערדיק ווערט \({c}_{Ta}^{l}\) אין די צובינד און איז זייער קליין אין די צעשמעלצן אַרויס די עקספאָוליייטיד שיכטע, וואָס גיט \({ג}_ {l}={c}_{טאַ}^{l}/{x}_{i}\) אזוי, \({{\Delta}}N=({{\Delta} {x}_{i} {S}_{l}/{v}_{a}){c}_{Ta}^{l}/(2p)\).ווען די פראָנט באוועגט צו אַ ווייַטקייט Δקסי, די האַרט בראָכצאָל איז גלייַך צו די גאַנץ נומער פון טאַ אַטאָמס אַוועקגענומען פון די באַזע צומיש, \({{\Delta}}{x}_{i}{S}_{t} { c }_{Ta}^ {0}/{v}_{a}\), צו דער סאַכאַקל פון די נומער פון טאַ אַטאָמס ליקינג אין די פליסיק, ΔN, און אַרייַנגערעכנט אין די האַרט בינדער \({{ \Delta} } {x}_{i}{S}_{s}{c}_{Ta}^{s}/{v}_{a}\).דעם יקווייזשאַן, צוזאַמען מיט די אויבן אויסדרוק פֿאַר ΔN און די באַציונגען St = Ss + Sl און פאַסעס אין די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט.
אין די שיעור פון נול סאָלוביליטי פון טאַ אַטאָמס, וואָס ראַדוסאַז צו אַ פרי פאָרויסזאָגן פון דער אַוועק פון ליקס, \(\rho ={c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s} \) פליסיק ( \({c _{טאַ}^{ל}=0\)).ניצן די וואַלועס \({c}_{Ta}^{l}\בערך 0.03\) פון יקספּערמענאַל מעזשערמאַנץ (ניט געוויזן אין Fig. 5a, b) און Peclet נומערן p ≈ 0.26 און p ≈ 0.17 און סאָלידס קאַנסאַנטריישאַנז \ ({c}_{Ta}^{s}\בערך 0.3\) און \({c}_{Ta}^{s}\בערך 0.25\) פֿאַר קו און קו70אַג30 ריספּעקטיוולי, מיר באַקומען די פּרעדיקטעד ווערט פון די צעשמעלצן, ρ ≈ 0.38 און ρ ≈ 0.39.די פֿאָרויסזאָגן זענען קוואַנטיטאַטיוועלי אין גאַנץ גוט העסקעם מיט די מעזשערמאַנץ.די רעשט פון די דיפעראַנסיז (פּרידיקטעד 0.38 קעגן געמאסטן 0.32 פֿאַר ריין קו צעשמעלצן און 0.39 פּרעדיקטעד קעגן געמאסטן 0.43 פֿאַר Cu70Ag30 צעשמעלצן) קענען זיין דערקלערט דורך גרעסער מעזשערמאַנט אַנסערטאַנטי פֿאַר זייער נידעריק טאַ קאַנסאַנטריישאַנז אין ליקווידס (\({c }_{Ta) }^ {ל}\בעערעך 0.03\)), וואס איז געריכט צו זיין אביסל גרעסער אין ריין קופער שמעלצן.
כאָטש די פאָרשטעלן יקספּעראַמאַנץ זענען דורכגעקאָכט אויף ספּעציפיש באַזע אַלויז און צעשמעלצן עלעמענטן, מיר דערוואַרטן אַז די רעזולטאַטן פון די אַנאַליסיס פון די יקספּעראַמאַנץ וועט העלפֿן צו באַקומען די יקווייזשאַנז.(2) ברייט אָנווענדלעך צו אנדערע LMD דאָפּינג סיסטעמען און אנדערע פֿאַרבונדענע מעטהאָדס אַזאַ ווי סאָליד שטאַט ימפּיוריטי באַזייַטיקונג (SSD).ביז איצט, די השפּעה פון די ליקאַדזש פון וממישאַבאַל עלעמענטן אויף די LMD סטרוקטור איז גאָר איגנאָרירט.דאָס איז דער הויפּט רעכט צו דעם פאַקט אַז די ווירקונג איז נישט באַטייטיק אין ECDD, און ביז איצט עס איז נאַיוולי אנגענומען אַז NMD איז ענלעך צו REC.אָבער, דער שליסל חילוק צווישן ECD און LMD איז אַז אין LMD די סאָלוביליטי פון יממיססיבלע עלעמענטן אין ליקווידס איז זייער געוואקסן רעכט צו דער הויך קאַנסאַנטריישאַן פון מיססיבלע עלעמענטן אויף די פליסיק זייַט פון די צובינד (\({c}_{Ti} ^{ l}\)), וואָס אין קער ינקריסאַז די קאַנסאַנטריישאַן פון יממיססיבלע עלעמענטן (\({c}_{Ta}^{l}\)) אויף די פליסיק זייַט פון די צובינד און דיקריסאַז די באַנד בראָכצאָל פּרעדיקטעד דורך די האַרט שטאַט יקווייזשאַן .(2) די פֿאַרבעסערונג איז רעכט צו דעם פאַקט אַז די האַרט-פליסיק צובינד בעשאַס LMD איז אין היגע טהערמאָדינאַמיק יקוואַליבריאַם, אַזוי הויך \({c}_{Ti}^{l}\) העלפּס צו פֿאַרבעסערן \({c} _ {Ta} ^{l}\ אזוי אויך, דער הויך \({c}_{Ti}^{s}\) דערלויבט צו ארייננעמען קו אין שווערע בינדערס, און די קאנצענטראציע פון ​​האַרט קו אין דיע בינדערס איז ביסלעכווייז פון בערך 10% דיקריסאַז צו וואַלועס זענען נעגלאַדזשאַבאַל בייַ די ברעג פון די קליין דעלאַגייטאַד שיכטע (סופּפּלעמענטאַרי פייג. 6). אין קאַנטראַסט, די עלעקטראָטשעמיקאַל באַזייַטיקונג פון Ag פון AgAu אַלויז דורך ECD איז אַ ניט-יקוואַליבריאַם אָפּרוף וואָס טוט נישט פאַרגרעסערן די סאָלוביליטי פון Au אין די עלעקטראָליטע. אין אַדישאַן צו LMD, מיר אויך האָפֿן אַז אונדזער רעזולטאַטן זענען אָנווענדלעך צו האַרט שטאַט דרייווז, ווו די האַרט גרענעץ איז געריכט צו האַלטן היגע טערמאַדינאַמיק יקוואַליבריאַם בעשאַס צומיש באַזייַטיקונג. די דערוואַרטונג איז געשטיצט דורך די פאַקט אַז אַ ענדערונג אין די באַנד בראָכצאָל פון סאָלידס אין די דעלאַגייטאַד שיכטע פון ​​די ססד סטרוקטור איז באמערקט, ימפּלייינג איך אַז בעשאַס די דעלאַגיישאַן עס איז אַ דיסאַלושאַן פון די האַרט ליגאַמאַנט, פֿאַרבונדן מיט די ליקאַדזש פון יממיסאַבאַל עלעמענטן.
און די יקווייזשאַן.(2) אין סדר צו פאָרויסזאָגן אַ באַטייטיק פאַרקלענערן אין די האַרט בראָכצאָל אין די צומיש באַזייַטיקונג פראָנט רעכט צו טאַ ליקאַדזש, עס איז אויך נייטיק צו נעמען אין חשבון טאַ אַריבערפירן אין די צומיש באַזייַטיקונג געגנט אין סדר צו פֿאַרשטיין די האַרט בראָכצאָל פאַרשפּרייטונג אין די גאנצע צומיש באַזייַטיקונג שיכטע, וואָס איז קאָנסיסטענט מיט ריין קופּער און Cu70Ag30 צעשמעלצן.פֿאַר די Cu70Ag30 צעשמעלצן (רויט שורה אין Fig. 5c), ρ (ד) האט אַ מינימום פון וועגן האַלב פון די דעלאַגייטאַד שיכטע.דעם מינימום איז רעכט צו דעם פאַקט אַז די גאַנץ סומע פון ​​טאַ קאַנטיינד אין די שווער בינדער לעבן די ברעג פון די דעלאַגייטאַד שיכטע איז גרעסער ווי אין די באַזע צומיש.אַז איז, פֿאַר ד ≈ 230 μם \({S}_{s}(d){c}_{Ta}^{s}(d)\,> \,{S}_{t}{c} _ { Ta}^{0}\), אָדער גאָר עקוויוואַלענט, די געמאסטן ρ(ד) = סס(ד)/סט ≈ 0.35 איז פיל גרעסערע ווי די יקווייזשאַן פּרידיקס.(1) קיין ליקאַדזש \({ק_{טאַ}^{0}/{c}_{טאַ}^{s}(ד)\בערך 0.2\).דעם מיטל אַז טייל פון די יסקייפּינג טאַ איז טראַנספּאָרטאַד פון די צעשיידונג פראָנט צו אַ געגנט ווייַט פֿון דעם פראָנט, דיפיוזשאַן אין די פליסיק און צוזאמען די האַרט-פליסיק צובינד, ווו עס איז ריפּאַזיטיד.
די ריפּאַזישאַן האט די פאַרקערט ווירקונג פון טאַ ליקאַדזש צו באַרייַכערן טאַ שווער בינדערס, און די שווער בראָכצאָל פאַרשפּרייטונג קענען זיין קוואַלאַטייטיוולי דערקלערט ווי אַ וואָג פון טאַ ליקאַדזש און ריפּאַזישאַן.פֿאַר די Cu70Ag30 צעשמעלצן, די אַג קאַנסאַנטריישאַן אין די פליסיק ינקריסיז מיט ינקריסינג ד (ברוין דאַטיד שורה אין Fig. 5b) צו רעדוצירן טאַ ליקאַדזש דורך דיקריסינג טאַ סאָלוביליטי, וואָס פירט צו אַ פאַרגרעסערן אין ρ (ד) מיט ינקריסינג ד נאָך דערגרייכן אַ מינימום .דאָס האלט אַ האַרט חלק גרויס גענוג צו פאַרמייַדן פראַגמאַנטיישאַן רעכט צו דיטאַטשמאַנט פון די שווער בונד, וואָס דערקלערט וואָס סטראַקטשערז דעלאַגייטאַד אין Cu70Ag30 מעלץ ריטיין סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט נאָך עטשינג.אין קאַנטראַסט, פֿאַר ריין קופּער מעלץ, ליקאַדזש און ריפּאַזישאַן כּמעט באָטל מאַכן יעדער אנדערע, ריזאַלטינג אין אַ פּאַמעלעך רעדוקציע אין סאָלידס אונטער די פראַגמאַנטיישאַן שוועל פֿאַר רובֿ פון די דעלאַגייטאַד שיכטע, און לאָזן בלויז אַ זייער דין שיכטע וואָס ריטיין סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט לעבן די גרענעץ פון די שיכטע. דעלאַגייטאַד שיכטע.(פיג. 4ב, טיש 1).
ביז איצט, אונדזער אַנאַליזעס האָבן דער הויפּט פאָוקיסט אויף יקספּליינינג די שטאַרק השפּעה פון די ליקאַדזש פון מיסאַבאַל עלעמענטן אין אַ דיסלאָוקייטינג מיטל אויף די האַרט בראָכצאָל און די טאָפּאָלאָגי פון דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז.לאָמיר איצט ווענדן צו די ווירקונג פון דעם ליקאַדזש אויף די קאָאַרסענינג פון די ביקאָנטינוום סטרוקטור אין די דעלאַגייטאַד שיכטע, וואָס יוזשאַוואַלי אַקערז בעשאַס LMD רעכט צו הויך פּראַסעסינג טעמפּעראַטורעס.דאָס איז אַנדערש פון ECD ווו קאָאַרסאַנינג איז כמעט ניט-עגזיסטאַנט בעשאַס באַזייַטיקונג פון די צומיש, אָבער קענען זיין געפֿירט דורך אַנילינג ביי העכער טעמפּעראַטורעס נאָך באַזייַטיקונג פון די צומיש.ביז איצט, קאָאַרסענינג בעשאַס LMD איז געווען מאָדעלעד אונטער די האַשאָרע אַז עס אַקערז רעכט צו דיפיוזשאַן פון יממיססיבלע עלעמענטן צוזאמען די האַרט-פליסיק צובינד, ענלעך צו די ייבערפלאַך דיפיוזשאַן-מעדיאַטעד קאָאַרסאַנינג פון אַנילד נאַנאָפּאָראָוס עקד סטראַקטשערז.אזוי, די בונד גרייס איז געווען מאָדעלעד ניצן נאָרמאַל סקיילינג געזעצן קאַפּאַלערי ינלאַרדזשמאַנט.
ווו tc איז די קאָאַרסאַנינג צייט, דיפיינד ווי די צייט ילאַפּסט נאָך די דורכפאָר פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט אין טיפקייַט קסי אין די דעלאַמינאַטיאָן שיכטע (ווו λ האט אַן ערשט ווערט פון λ00) ביז דעם סוף פון די דעלאַמינאַטיאָן עקספּערימענט, און די סקיילינג אינדעקס n ​​= 4 דיפיוזז די ייבערפלאַך.עק זאָל זיין געוויינט מיט וואָרענען.(3) ינטערפּריט די מעזשערמאַנץ פון λ און דיסטאַנסע ד פֿאַר די לעצט סטרוקטור אָן ימפּיוראַטיז אין די סוף פון דער עקספּערימענט.דאָס איז רעכט צו דעם פאַקט אַז די געגנט לעבן די ברעג פון די דעלאַגייטאַד שיכטע נעמט מער צו פאַרגרעסערן ווי די געגנט לעבן די פראָנט.דאָס קען זיין געטאן מיט נאָך יקווייזשאַנז.(3) קאָמוניקאַציע מיט טק און ד.די באַציונג קענען זיין לייכט באקומען דורך פּרידיקטינג די טיפקייַט פון באַזייַטיקונג פון די צומיש ווי אַ פונקציע פון ​​​​צייט, \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\), וואָס גיט tc(d) = te − tf(d), ווו טע איז די געדויער פון די גאנצע עקספּערימענט, \({t}_{f}(d)={(\sqrt{4p{D}_{l} {ט}_{ e } }-d)}^{2}/(4p{D}_{l})\) איז די צייט פֿאַר די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט צו דערגרייכן אַ טיפקייַט גלייַך צו די לעצט דעלאַמינאַטיאָן טיפקייַט מינוס ד.צאַפּן דעם אויסדרוק פֿאַר טק (ד) אין די יקווייזשאַן.(3) פאָרויסזאָגן λ (ד) (זען נאָך באַמערקונג 5).
צו פּרובירן דעם פּראָגנאָז, מיר דורכגעקאָכט מעזשערמאַנץ פון די ברייט און דיסטאַנסע צווישן די באַנדאַלז אויף פול קרייַז סעקשאַנז פון די דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז געוויזן אין סאַפּלאַמענטערי פיגור 9 פֿאַר ריין Cu און Cu70Ag30 מעלץ.פֿון שורה סקאַנז פּערפּענדיקולאַר צו די דעלאַמינאַטיאָן ריכטונג אין פאַרשידענע דיסטאַנסאַז ד פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט, מיר באקומען די דורכשניטלעך ברייט λוו (ד) פון טאַ-רייַך באַנדאַלז און די דורכשניטלעך דיסטאַנסע λs (ד) צווישן באַנדאַלז.די מעזשערמאַנץ זענען געוויזן אין Fig.5 ד און קאַמפּערד מיט די פֿאָרויסזאָגן פון די יקווייזשאַן.(3) אין סאַפּלאַמענטערי פייג. 10 פֿאַר פאַרשידענע וואַלועס פון n.דער פאַרגלייַך ווייזט אַז אַ ייבערפלאַך דיפיוזשאַן אינדעקס פון n = 4 גיט נעבעך פֿאָרויסזאָגן.די פּראָגנאָז איז נישט באטייטיק ימפּרוווד דורך טשוזינג n = 3 פֿאַר פאַרנעם דיפיוזשאַן-מעדיאַטעד קאַפּאַלערי קאָאַרסענינג, וואָס מען קען נאַיוולי דערוואַרטן צו צושטעלן אַ בעסער פּאַסיק רעכט צו טאַ ליקאַדזש אין די פליסיק.
די קוואַנטיטאַטיווע דיסקרעפּאַנסי צווישן טעאָריע און עקספּערימענט איז נישט חידוש, זינט Eq.(3) באשרייבט קאַפּאַלערי קאָאַרסאַנינג ביי אַ קעסיידערדיק באַנד בראָכצאָל ρ, בשעת אין LMD די סאָלידס בראָכצאָל ρ איז נישט קעסיידערדיק.ρ ענדערונגען ספּיישאַלי ין די אַוועקגענומען שיכטע אין די סוף פון די צומיש באַזייַטיקונג, ווי געוויזן אין Fig.5c.ρ אויך ענדערונגען מיט צייט בעשאַס באַזייַטיקונג פון ימפּיוראַטיז אין אַ פאַרפעסטיקט באַזייַטיקונג טיפקייַט, פון די ווערט פון די באַזייַטיקונג פראָנט (וואָס איז בעערעך קעסיידערדיק אין צייט און אַזוי פרייַ פון טף און ד) צו די געמאסטן ווערט פון ρ (ד) געוויזן אין Fig. 5c קאָראַספּאַנדינג צו די לעצטע מאָל.פון פײג.3 ד, עס קענען זיין עסטימאַטעד אַז די פאַרפוילן פראָנט וואַלועס זענען וועגן 0.4 און 0.35 פֿאַר די AgCu און ריין Cu מעלץ ריספּעקטיוולי, וואָס אין אַלע קאַסעס איז העכער ווי די לעצט ווערט פון ρ אין צייט טע.עס איז וויכטיק צו טאָן אַז די פאַרקלענערן אין ρ מיט צייט אין אַ פאַרפעסטיקט ד איז אַ דירעקט קאַנסאַקוואַנס פון דעם בייַזייַן פון אַ קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט פון די מיססיבלע עלעמענט (טי) אין די פליסיק.זינט די קאַנסאַנטריישאַן פון טי אין ליקווידס דיקריסאַז מיט ינקריסינג ד, די יקוואַליבריאַם קאַנסאַנטריישאַן פון טי אין סאָלידס איז אויך אַ דיקריסינג פונקציע פון ​​ד, וואָס פירט צו די דיסאַלושאַן פון טי פֿון האַרט בינדערס און אַ פאַרקלענערן אין די האַרט בראָכצאָל איבער צייַט.די צייטווייליגע ענדערונג אין ρ איז אויך אַפעקטאַד דורך ליקאַדזש און ריפּאַזישאַן פון טאַ.דעריבער, רעכט צו דער נאָך יפעקץ פון דיסאַלושאַן און רעפּרעסיפּיטאַטיאָן, מיר דערוואַרטן אַז קאָאַרסאַנינג בעשאַס LMD וועט, ווי אַ הערשן, פאַלן אין ניט-קאָנסטאַנט באַנד פראַקשאַנז, וואָס וועט פירן צו סטראַקטשעראַל עוואָלוציע אין אַדישאַן צו קאַפּאַלערי קאָאַרסאַנינג, אָבער אויך רעכט צו דיפיוזשאַן אין. ליקווידס און ניט בלויז צוזאמען די גרענעץ האַרט-פליסיק.
יקווייזשאַן פאקטן.(3) בונד ברייט און ספּייסינג מעזשערמאַנץ פֿאַר 3 ≤ n ≤ 4 זענען נישט קוואַנטאַפייד (סופּפּלעמענטאַרי פייג. 10), סאַגדזשעסטינג אַז דיסאַלושאַן און ריפּאַזישאַן ניט רעכט צו צובינד רעדוקציע שפּילן אַ דאָמינאַנט ראָלע אין די פאָרשטעלן עקספּערימענט.פֿאַר קאַפּאַלערי קאָאַרסאַנינג, λw און λs זענען געריכט צו האָבן די זעלבע אָפענגיקייַט אויף ד, בשעת פייג. 5 ד ווייזט אַז λs ינקריסיז מיט ד פיל פאַסטער ווי λw פֿאַר ריין קו און Cu70Ag30 מעלץ.בשעת אַ קאָאַרסינג טעאָריע וואָס נעמט אין חשבון דיסאַלושאַן און ריפּאַזישאַן מוזן זיין באַטראַכט צו דערקלערן די מעזשערמאַנץ קוואַנטיטאַטיוועלי, דעם חילוק איז דערוואַרט קוואַלאַטייטיוולי, ווייַל די גאַנץ דיסאַלושאַן פון קליין קייטן קאַנטריביוץ צו אַ פאַרגרעסערן אין די ווייַטקייט צווישן די קייטן.אין אַדישאַן, די λ s פון די Cu70Ag30 צעשמעלצן ריטשאַז זייַן מאַקסימום ווערט אין די ברעג פון די שיכטע אָן צומיש, אָבער די פאַקט אַז די λ s פון די ריין קופּער צעשמעלצן האלט צו פאַרגרעסערן מאַנאַטאַניקלי קענען זיין דערקלערט דורך די פאַרגרעסערן אין די אַג קאַנסאַנטריישאַן אין די פליסיק, ווו ד איז געניצט צו דערקלערן ρ (ד) אין פייג. 5 ק ניט-מאָנאָטאָניק נאַטור.ינקרעאַסינג די Ag קאַנסאַנטריישאַן מיט ינקריסינג ד סאַפּרעסיז טאַ ליקאַדזש און בינדער דיסאַלושאַן, וואָס פירט צו אַ פאַרקלענערן אין λs נאָך ריטשינג די מאַקסימום ווערט.
צום סוף, טאָן אַז קאָמפּיוטער שטודיום פון קאַפּאַלערי קאָאַרסאַנינג ביי קעסיידערדיק באַנד בראָכצאָל ווייַזן אַז ווען די באַנד בראָכצאָל פאלן אונטער אַ שוועל פון בעערעך 0.329.30, די סטרוקטור פראַגמאַנץ בעשאַס קאָאַרסאַנינג.אין פיר, דעם שוועל קען זיין אַ ביסל נידעריקער ווייַל פראַגמאַנטיישאַן און קאַנקאַמיטאַנט מין רעדוקציע פאַלן אויף אַ צייט וואָג פאַרגלייַכלעך צו אָדער גרעסער ווי די גאַנץ צומיש באַזייַטיקונג צייט אין דעם עקספּערימענט.דער פאַקט אַז די דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז אין Cu70Ag30 מעלץ ריטיין זייער סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט אפילו כאָטש ρ (ד) איז אַ ביסל אונטער 0.3 אין די דורכשניטלעך קייט פון ד ינדיקייץ אַז פראַגמאַנטיישאַן, אויב קיין, אַקערז בלויז טייל.דער באַנד בראָכצאָל שוועל פֿאַר פראַגמאַנטיישאַן קען אויך אָפענגען אויף דיסאַלושאַן און רעפּרעסיפּיטאַטיאָן.
די לערנען דראָז צוויי הויפּט קאַנקלוזשאַנז.ערשטער, און מער פּראַקטאַקלי, די טאַפּאַלאַדזשי פון די דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז געשאפן דורך LMD קענען זיין קאַנטראָולד דורך סאַלעקטינג די צעשמעלצן.דורך טשוזינג אַ צעשמעלצן צו רעדוצירן די סאָלוביליטי פון די יממיססיבלע עלעמענט א פון די AXB1-X באַזע צומיש אין די צעשמעלצן, כאָטש לימיטעד, אַ העכסט דעלאַגייטאַד סטרוקטור קענען זיין באשאפן וואָס ריטיינז זייַן קאָוכיסיוונאַס אפילו ביי נידעריק קאַנסאַנטריישאַנז פון די שטאָק עלעמענט X און סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט .עס איז געווען פריער באקאנט אַז דאָס איז מעגלעך פֿאַר ECD25, אָבער נישט פֿאַר LMD.די צווייטע מסקנא, וואָס איז מער פונדאַמענטאַל, איז וואָס אין למ"ד קענען זיין אפגעהיט די סטראַקטשעראַל אָרנטלעכקייַט דורך מאָדיפיצירן די דעלאַגייטינג מיטל, וואָס איז טשיקאַווע אין זיך און קען דערקלערן די אַבזערוויישאַנז פון אונדזער טאַטי צומיש אין ריין קו און קואַג צעלאָזן אין , אָבער אויך אין מער בכלל צו דערקלערן וויכטיק, ביז אַהער אַנדערעסטאַמייטיד דיפעראַנסיז צווישן ECD און LMD.
אין ECD, די קאָוכיסיוונאַס פון די סטרוקטור איז מיינטיינד דורך בעכעסקעם די טומע באַזייַטיקונג קורס ביי אַ נידעריק מדרגה X, וואָס בלייבט קעסיידערדיק איבער צייַט פֿאַר אַ פאַרפעסטיקט דרייווינג קראַפט, קליין גענוג צו האַלטן גענוג מיסאַבאַל עלעמענט ב אין די האַרט בינדער בעשאַס טומע באַזייַטיקונג צו טייַנען. סאָלידס באַנד.די ρ בראָכצאָל איז גרויס גענוג צו פאַרמייַדן פראַגמאַנטיישאַן25.אין LMD, די צומיש באַזייַטיקונג קורס \(ד{x}_{i}(t)/dt=\sqrt{p{D}_{l}/t}\) דיקריסאַז מיט צייט רעכט צו דיפיוזשאַן לימיטעד קינעטיק.אזוי, ראַגאַרדלאַס פון די טיפּ פון צעשמעלצן זאַץ וואָס אַפעקץ בלויז די Peclet נומער פּ, די דעלאַמינאַטיאָן קורס געשווינד ריטשאַז אַ ווערט קליין גענוג צו ריטיין אַ גענוג סומע פון ​​ב אין די האַרט בינדער, וואָס איז גלייַך שפיגלט אין די פאַקט אַז ρ ביי די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט בלייבט בעערעך קעסיידערדיק מיט צייַט.פאַקט און העכער די פראַגמאַנטיישאַן שוועל.ווי געוויזן דורך די פאַסע פעלד סימיאַליישאַן, די שאָלעכץ קורס אויך געשווינד ריטשאַז אַ ווערט קליין גענוג צו דיסטייבאַלייז די וווּקס פון די יוטעקטיק בונד, דערמיט פאַסילאַטייט די פאָרמירונג פון טאַפּאַלאַדזשיקלי באַנדיד סטראַקטשערז רעכט צו דער לאַטעראַל ראַקינג באַוועגונג פון די לאַמעלאַע.אזוי, דער הויפּט פונדאַמענטאַל חילוק צווישן ECD און LMD ליגט אין דער עוואָלוציע פון ​​די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט דורך די ינערלעך סטרוקטור פון די שיכטע נאָך ספּליטינג און ρ, אלא ווי די דעלאַמינאַטיאָן קורס.
אין ECD, ρ און קאַנעקטיוויטי בלייבן קעסיידערדיק איבער די ווייַט שיכטע.אין LMD, אין קאַנטראַסט, ביידע בייַטן אין אַ שיכטע, וואָס איז קלאר געוויזן אין דעם לערנען, וואָס מאַפּס די אַטאָמישע קאַנסאַנטריישאַן און פאַרשפּרייטונג פון ρ איבער די טיפקייַט פון די דעלאַגייטאַד סטראַקטשערז באשאפן דורך די LMD.עס זענען צוויי סיבות פֿאַר דעם ענדערונג.ערשטער, אַפֿילו בייַ אַ נול סאָלוביליטי שיעור א, די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט ב אין די פליסיק, וואָס איז ניטאָ אין די DZE, ינדוסיז אַ קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט א אין די האַרט בינדער, וואָס איז אין כעמישער יקוואַליבריאַם מיט די פליסיק.דער גראַדיענט א, אין קער, ינדוסיז אַ גראַדיענט ρ ין די שיכטע אָן ימפּיוראַטיז.צווייטנס, די ליקאַדזש פון א אין די פליסיק רעכט צו ניט-נול סאָלוביליטי ווייַטער מאַדזשאַלייץ די ספּיישאַל ווערייישאַן פון ρ אין דעם שיכטע, מיט די רידוסט סאָלוביליטי העלפּינג צו האַלטן ρ העכער און מער ספּיישאַלי מונדיר צו האַלטן קאַנעקטיוויטי.
צום סוף, די עוואָלוציע פון ​​די בונד גרייס און קאַנעקטיוויטי אין די דעלאַגייטאַד שיכטע בעשאַס LMD איז פיל מער קאָמפּליצירט ווי די ייבערפלאַך דיפיוזשאַן-לימיטעד קאַפּאַלערי קאָאַרסאַנינג אין אַ קעסיידערדיק באַנד בראָכצאָל, ווי ביז אַהער געדאַנק דורך אַנאַלאַדזשי מיט די קאָאַרסאַנינג פון אַנילד נאַנאָפּאָראָוס עקד סטראַקטשערז.ווי געוויזן דאָ, קאָאַרסענינג אין LMD אַקערז אין אַ ספּאַטיאָטעמפּאָראַללי וועריינג האַרט בראָכצאָל און איז טיפּיקלי ינפלואַנסט דורך דיפיוזשאַנאַל אַריבערפירן פון א און ב אין די פליסיק שטאַט פון די דעלאַמינאַטיאָן פראָנט צו די ברעג פון די דיסדזשאָינטעד שיכטע.די סקיילינג געזעצן פֿאַר קאַפּאַלערי קאָאַרסענינג לימיטעד דורך ייבערפלאַך אָדער פאַרנעם דיפיוזשאַן קענען נישט קוואַנטיפיצירן ענדערונגען אין די ברייט און דיסטאַנסע צווישן באַנדאַלז אין אַ דעלאַגייטאַד שיכטע, אַסומינג אַז א און ב אַריבערפירן פֿאַרבונדן מיט פליסיק קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענץ שפּילן גלייַך אָדער יידעניקאַל ראָלעס.מער וויכטיק ווי רידוסינג די שטח פון די צובינד.די אַנטוויקלונג פון אַ טעאָריע וואָס נעמט אין חשבון די פאַרשידן ינפלואַנסיז איז אַ וויכטיק ויסקוק פֿאַר דער צוקונפֿט.
טיטאַניום-טאַנטאַלום ביינערי אַלויז זענען פּערטשאַסט פון אַרקאַסט, ינק (אָקספֿאָרד, מיין) ניצן אַ 45 קוו אַמברעלל עקאָהעאַט ES ינדאַקשאַן מאַכט צושטעלן און אַ וואַסער-קולד קופּער קרוסאַבאַל.נאָך עטלעכע כיץ, יעדער צומיש איז אַנניילד פֿאַר 8 שעה בייַ אַ טעמפּעראַטור ין 200 ° סי פון די מעלטינג פונט צו דערגרייכן כאָומאַדזשאַנאַזיישאַן און קערל וווּקס.סאַמפּאַלז שנייַדן פון דעם בעל ינגגאַט זענען אָרט-וועלדעד צו טאַ ווירעס און סוספּענדעד פון אַ ראָובאַטיק אָרעם.מעטאַל באַטס זענען צוגעגרייט דורך באַהיצונג אַ געמיש פון 40 ג קו (McMaster Carr, 99.99%) מיט Ag (Kurt J. Lesker, 99.95%) אָדער Ti פּאַרטיקאַלז מיט הויך מאַכט ניצן אַ 4 קוו Ameritherm Easyheat ינדאַקשאַן באַהיצונג סיסטעם ביז גאַנץ דיסאַלושאַן.באַטס.גאָר העאַטעד צעשמעלצן.רעדוצירן די מאַכט און לאָזן די וואַנע קאָך און יקוואַליברייט פֿאַר אַ האַלב שעה בייַ אַ אָפּרוף טעמפּעראַטור פון 1240 ° סי.דערנאָך די ראָובאַטיק אָרעם איז לאָוערד, די מוסטער איז געטובלט אין די וואַנע פֿאַר אַ פּרידיטערמינד צייט און אַוועקגענומען פֿאַר קאָאָלינג.אַלע באַהיצונג פון די צומיש בילעט און LMD איז דורכגעקאָכט אין אַ אַטמאָספער פון הויך ריינקייַט אַרגאַן (99.999%).נאָך רימוווינג די צומיש, די קרייַז סעקשאַנז פון די סאַמפּאַלז זענען פּאַלישט און יגזאַמאַנד מיט אָפּטיש מיקראָסקאָפּי און סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (SEM, JEOL JSM-6700F).עלעמענטאַל אַנאַליסיס איז דורכגעקאָכט דורך ענערגיע דיספּערסיוו X-Ray ספּעקטראָסקאָפּי (עדס) אין סעם.די דריי-דימענשאַנאַל מיקראָסטרוקטור פון די דעלאַגייטאַד סאַמפּאַלז איז באמערקט דורך דיסאַלושאַן פון די סאַלידאַפייד קופּער-רייַך פאַסע אין אַ 35% ניטריק זויער לייזונג (אַנאַליטיקאַל מיינונג, פלוקאַ).
די סימיאַליישאַן איז דורכגעקאָכט מיט די פריער דעוועלאָפּעד מאָדעל פון די פעלד פון די דעקאָופּלינג פאַסע פון ​​די טערנערי צומיש15.דער מאָדעל דערציילט די עוואָלוציע פון ​​די פאַסע פעלד ϕ, וואָס דיסטינגגווישיז צווישן די האַרט און פליסיק פייזאַז, צו די קאַנסאַנטריישאַן פעלד סי פון אַללויינג עלעמענטן.די גאַנץ פריי ענערגיע פון ​​די סיסטעם איז אויסגעדריקט ווי
ווו f(φ) איז די טאָפּל שלאַבאַן פּאָטענציעל מיט מינימאַ ביי φ = 1 און φ = 0 קאָראַספּאַנדינג צו סאָלידס און ליקווידס, ריספּעקטיוולי, און fc(φ, c1, c2, c3) איז די כעמישער צושטייַער צו באַנד פרייהייט דיסקרייבינג די ענערגיע געדיכטקייַט פון טהערמאָדינאַמיק פּראָפּערטיעס צומיש.צו סימולירן די רימעלטינג פון ריין קו אָדער קוטי מעלץ אין טאַטי אַלויז, מיר נוצן די זעלבע פאָרעם fc(φ, c1, c2, c3) און פּאַראַמעטערס ווי אין דער רעפֿערענץ.15. צו באַזייַטיקן TaTi אַלויז מיט CuAg מעלץ, מיר האָבן סימפּלאַפייד די קוואַטערנערי סיסטעם (CuAg) TaTi צו אַן עפעקטיוו טערנערי סיסטעם מיט פאַרשידענע פּאַראַמעטערס דיפּענדינג אויף די Ag קאַנסאַנטריישאַן, ווי דיסקרייבד אין סאַפּלאַמענערי באַמערקונג 2. די עוואָלוציע יקווייזשאַנז פֿאַר די פאַסע פעלד און די קאַנסאַנטריישאַן פעלד זענען באקומען אין די וואַריאַנט פאָרעם אין די פאָרעם
ווו \({מ}_{ij}={M}_{l}(1-\פי){c}_{i}\left({\delta}_{ij}-{c}_{j} \right)\) איז די אַטאָמישע מאָביליטי מאַטריץ, און Lϕ רעגיאַלייץ די קינעטיק פון אַטאָמישע אַטאַטשמאַנט ביי די האַרט-פליסיק צובינד.
עקספּערימענטאַל דאַטן וואָס שטיצן די רעזולטאַטן פון דעם לערנען קענען זיין געפֿונען אין די סאַפּלאַמענטערי דאַטן טעקע.סימיאַליישאַן פּאַראַמעטערס זענען געגעבן אין די נאָך אינפֿאָרמאַציע.אַלע דאַטן זענען אויך בנימצא פון די ריספּעקטיוו מחברים אויף בעטן.
Wittstock A., Zelasek W., Biner J., Friend SM און Baumer M. נאַנאָפּאָראָוס גאָלד קאַטאַליסץ פֿאַר נידעריק טעמפּעראַטור סעלעקטיוו גאַז-פאַסע אָקסידאַטיווע קאַפּלינג פון מעטאַנאָל.וויסנשאַפֿט 327, 319-322 (2010).
Zugic, בי עט על.דינאַמיש רעקאָמבינאַטיאָן דיטערמאַנז די קאַטאַליטיק טעטיקייט פון נאַנאָפּאָראָוס גאָלד-זילבער צומיש קאַטאַליסץ.נאַציאָנאַלער אַלמאַ מאַטער.16, 558 (2017).
Zeis, R., Mathur, A., Fritz, G., Lee, J. 和 Erlebacher, J. פּלאַטינום-קאָוטאַד נאַנאָפּאָראָוס גאָלד: אַ עפעקטיוו נידעריק פּט לאָודינג עלעקטראָקאַטאַליסט פֿאַר פּעם ברענוואַרג סעלז.זשורנאַל #165, 65-72 (2007).
Snyder, J., Fujita, T., Chen, MW און Erlebacher, J. Oxygen רעדוקציע אין נאַנאָפּאָראָוס מעטאַל-יאָן פליסיק קאָמפּאָסיטע עלעקטראָקאַטאַליסץ.נאַציאָנאַלער אַלמאַ מאַטער.9, 904 (2010).
Lang, X., Hirata, A., Fujita, T. און Chen, M. נאַנאָפּאָראָוס כייבריד מעטאַל / אַקסייד ילעקטראָודז פֿאַר עלעקטראָטשעמיקאַל סופּערקאַפּאַסיטאָרס.נאַציאָנאַלער נאַנאָטעטשנאָלאָגי.6, 232 (2011).
קים, JW עט על.אָפּטימיזאַטיאָן פון פוסיאָן פון ניאָביום מיט מעטאַל מעלץ צו שאַפֿן פּאָרעז סטראַקטשערז פֿאַר עלעקטראָליטיק קאַפּאַסאַטערז.זשורנאַל.84, 497-505 (2015).
ברינגאַ, EM עטק זענען נאַנאָפּאָראָוס מאַטעריאַלס קעגנשטעליק צו ראַדיאַציע?נאַנאָלעט.12, 3351-3355 (2011).