نام پژوهشگر: سید محمود محاطی
سید محمود محاطی مجید مجتهدزاده لاریجانی
در این تحقیق تشکیل فاز نیترید نقره از طریق کاشت یون نیتروژن روی صفحات نقره مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور صفحاتی به ابعاد 15x15x1mm از نقره خالص توسط یونهای نیتروژن با انرژی 50kev با دُزهای مختلف بمباران شد. آزمایش بر روی دو سری از نمونهها انجام گرفت. در سری اول کنترلی بر روی دمای نمونهها در هنگام کاشت وجود نداشت و بر اثر برخورد یونهای پُر انرژی نیتروژن، دمای نمونهها در بیشتر آزمایشها از 250?c هم تجاوز کرد. نتایج حاصل از آنالیز xrd این نمونهها که در ذُزهای بین 1x1017 ions/cm2 تا 2x1018 ions/cm2 بمباران شده بودند تغییر مطلوبی در ساختار کریستال نمونه نقره نشان نداد. از مقایسه طیف xrd نمونه شاهد با نمونههای کاشت شده در این سری از آزمایشها، نتیجه گرفته میشود که برخورد یونهای پر انرژی باعث تضعیف صفحه ترجیحی کریستال نقره و نیز کاهش شدت پیکها شده بود که ناشی از آمورف شدن سطح نقره بر اثر کاشت یون میباشد. افزایش دمای نمونه در هنگام کاشت باعث افزایش نرخ کندوپاش سیستم ag-n شده و نیتروژن وارد شده در شبکه کریستالی نقره، فرصت تجمع پیدا نمیکند. در سری دوم از آزمایش سعی شد با استفاده از خنککننده آبی دمای نمونه کنترل شود در هنگام آزمایش دما بیشتر از 38°c نشد در حالی که بقیه شرایط آزمایش مشابه آزمایشهای سری اول بود. نتایج بدست آمده از آنالیز xrd نشان میدهد که در دُز 1x1018 ions/cm2 قبل از بازپخت تغییر قابل مشاهدهای در طیف نقره دیده نمیشود ولی با افزایش دُز به مقدار 2x1018 ions/cm2 پیکهای ضعیفی علاوه بر پیکهای نقره خام، در طیف xrd نمونه قابل رویت شد که مربوط به فاز آزید نقره تشخیص داده شد. آنالیز xps نمونه های کاشت شده با دُزهای مختلف نشان میدهد که غلظت نیتروژن در نمونهها با افزایش دز نیتروژن افزایش یافته است و از تجزیه پیکهای مربوط به نقره در طیف xps نمونهها، تشکیل ترکیبات نیتروژن و نقره در نمونههای کاشت شده قابل تشخیص است و با افزایش دز میزان فراوانی این ترکیبات هم افزایش یافته است ولی این ترکیبات به صورت آمورف بوده و در طیف پراش اشعه ایکس به روشنی دیده نمیشود. با بازپخت نمونههای کاشت شده، فازهای آمورف به فاز کریستالی تبدیل شده و فازهای جدید علاوه بر فاز نقره خام در طیف آنالیز پراش اشعه ایکس دیده شد. این تحقیق نشان داده است که هر چند روشهای متداول دیگر در مهندسی سطح برای تشکیل فاز نیتریدی فلزات نجیب با مشکلات مواجهاند، روش کاشت یون به عنوان یک روش غیر تعادلی در دز مناسب قادر به تشکیل فاز نیتریدی فلزات نجیب (در اینجا نقره) میباشد.