Mauruuru koe mo te toro ki Nature.com.Kei te whakamahi koe i tetahi putanga tirotiro me te tautoko CSS iti.Mo te wheako pai rawa atu, e taunaki ana matou me whakamahi koe i tetahi kaitirotiro kua whakahoutia (me monohia ranei te Aratau Hototahi ki Internet Explorer).I tua atu, hei whakarite i te tautoko tonu, ka whakaatuhia e matou te waahi kaore he momo me te JavaScript.
Ka whakaatu i te carousel o nga kiriata e toru i te wa kotahi.Whakamahia nga paatene o mua me te Panuku ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi, ka whakamahi ranei i nga patene rereti i te mutunga ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi.
Ko te wawaotanga taiaho tika (DLIP) ka honoa me te hanganga o te mata o te taiaho (LIPSS) ka taea te hanga i nga papa mahi mo nga momo rauemi.Ko te mahinga o te tukanga ka piki ake ma te whakamahi i te mana laser toharite teitei ake.Heoi, ka puta tenei ki te whakaemi o te wera, ka pa ki te taratara me te ahua o te tauira mata ka puta.Na reira, he mea tika ki te ako i nga korero mo te awe o te pāmahana tïpako i runga i te ahua o nga mea hanga.I roto i tenei rangahau, he raina-tauira te mata maitai ki te ps-DLIP i te 532 nm.Hei whakatewhatewha i te paanga o te pāmahana tïpako ki runga i te topography ka puta, ka whakamahia he pereti whakamahana hei whakahaere i te pāmahana.Ko te whakamahana ki te 250 \(^{\circ }\)C i arahina ki te heke nui o te hohonu o nga hanganga i hangaia mai i te 2.33 ki te 1.06 µm.Ko te hekenga e pa ana ki te ahua o nga momo LIPSS rereke i runga i te whakatakotoranga o nga kakano tïpako me te whakapouri o te mata o te laser.Ko tenei rangahau e whakaatu ana i te kaha kaha o te pāmahana tïpako, e tumanakohia ana ka mahia te maimoatanga mata i te mana taiaho toharite teitei hei hanga i nga paanga whakaemi wera.
Ko nga tikanga maimoatanga mata i runga i te ultrashort pulse laser irradiation kei mua i te aoiao me te ahumahi na to ratou kaha ki te whakapai ake i nga ahuatanga o te mata o nga mea tino nui e tika ana1.Otirā, ko te mahinga o te mata ritenga a te laser-induced he ahua-o-te-toi puta noa i te whānuitanga o nga waahanga ahumahi me nga ahuatanga tono1,2,3.Hei tauira, Vercillo et al.Kua whakaatuhia nga taonga anti-icing i runga i nga koranu titanium mo nga tono aerospace i runga i te superhydrophobicity laser-induced.I kii a Epperlein et al ko nga ahuatanga nanosized i hangaia e te hanganga mata laser ka awe i te tipu o te kiriata koiora, te aukati ranei i nga tauira rino5.I tua atu, ko Guai et al.i whakapai ake hoki i nga ahuatanga oro o nga pūtau solar waro.6 No reira, ka taea e te hanga taiaho te hanga o nga huānga hanganga taumira teitei ma te whakakore i te papanga mata1.
Ko te tikanga hanga taiaho tika mo te whakaputa i nga hanganga mata o ia waa ko te hanga pokanoa laser tika (DLIP).Ko te DLIP i ahu mai i te pokanoa tata-mata o nga kurupae taiaho e rua, neke atu ranei hei hanga i nga papa tauira me nga ahuatanga kei roto i te awhe moroiti me te nanometer.I runga i te maha me te polarization o nga kurupae laser, ka taea e DLIP te hoahoa me te hanga i te tini o nga hanganga mata topographic.Ko te huarahi whai hua ko te whakakotahi i nga hanganga DLIP me nga hanganga mata-a-waahi-a-waahi (LIPSS) hei hanga i te ahua o te mata me te hierarchy hanganga matatini8,9,10,11,12.I roto i te taiao, kua whakaatuhia enei aroākapa he pai ake te mahi atu i nga tauira tauine kotahi13.
Ko te mahi LIPSS kei raro i te tukanga whakanui-whaiaro (urupare pai) i runga i te piki haere o te huringa tata-mata o te tohatoha kaha iraruke.Ko tenei na te piki haere o te nanoroughness i te mea ka piki ake te maha o nga pupuhi laser tono 14, 15, 16. Ko te whakarereketanga ka puta te nuinga na te pokanoa o te ngaru kua tukuna me te papa hiko15,17,18,19,20,21 o te refracted me wahanga ngaru marara, plasmons mata ranei.Ko te hanganga o te LIPSS ka pangia ano e te wa o nga pupuhi22,23.Ina koa, he mea nui nga mana laser toharite teitei ake mo nga maimoatanga mata hua nui.I te nuinga o te waa me whakamahi nga reiti tukurua teitei, ara i te awhe MHz.No reira, he poto ake te tawhiti o te wa i waenga i nga pupuhi laser, e arai ana ki nga paanga whakaemi wera 23, 24, 25, 26. Ko tenei paanga ka arahi ki te piki ake o te pāmahana o te mata, ka tino pa ki te tikanga tauira i te wa o te whakakorenga laser.
I roto i tetahi mahi o mua, ko Rudenko et al.me Tzibidis et al.Ka matapakihia he tikanga mo te hanga i nga hanganga convective, me nui ake te nui o te whakaemi wera19,27.I tua atu, ko Bauer et al.Whakakotahitia te nui o te whakaemi wera ki nga hanganga mata moroiti.Ahakoa tenei tukanga hanga hangahanga waiariki, e whakaponohia ana ka taea te whakapai ake te hua o te mahi ma te whakanui noa i te reeti tukurua28.Ahakoa ko tenei, kaore e taea te whakatutuki me te kore e nui te pikinga o te rokiroki wera.Na reira, ko nga rautaki tukanga e whakarato ana i te topology taumata-maha e kore pea e kawe ki nga reiti tukurua teitei me te kore e whakarereke i nga mahi kinetics me te hanganga hanganga9,12.I runga i tenei whakaaro, he mea tino nui ki te tirotiro me pehea te paanga o te paanga o te tïpako ki te hanga DLIP, ina koa i te wa e hanga ana i nga tauira paparanga na te hanga kotahi o te LIPSS.
Ko te whainga o tenei rangahau he arotake i te paanga o te wera o te tïpako ki runga i te ahua o te mata i te wa e tukatuka ana te DLIP o te kowiri tira ma te whakamahi i nga pini ps.I te wa o te tukatuka laser, ka kawea te mahana o te tauira tauira ki te 250 \(^\circ\)C ma te whakamahi i te pereti whakamahana.Ko nga hanganga mata i hua mai i tohuhia ma te whakamahi i te microscopy confocal, scanning electron microscopy, me te hiko-dispersive X-ray spectroscopy.
I te raupapa tuatahi o nga whakamatautau, i tukatukahia te taputapu rino ma te whakamahi i te whirihoranga DLIP kurupae-rua me te wa mokowā o te 4.5 µm me te pāmahana tïpako o \(T_{\mathrm {s}}\) 21 \(^{\circ }\)C, ka kiia i muri nei ko te mata “kare i wera”.I roto i tenei take, ko te īnaki o te patere \(o_{\mathrm {p}}\) ko te tawhiti i waenga i nga pire e rua hei mahi mo te rahinga wahi.He rereke mai i te 99.0% (100 nga pupuhi mo ia waahi) ki te 99.67% (300 nga pupuhi mo ia waahi).I roto i nga ahuatanga katoa, ka whakamahia te kiato o te kaha teitei \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (mo te Gaussian orite me te kore pokanoa) me te auau tukurua f = 200 kHz.He whakarara te ahunga o te polarization o te kurupae taiaho ki te neke o te ripanga tuunga (Fig. 1a)), he whakarara ki te ahunga o te hangahanga raina i hangaia e te tauira pokanoa kurupae-rua.Ko nga whakaahua o nga hanganga kua whiwhi ma te whakamahi i te karu hiko matawai (SEM) e whakaatuhia ana i te Fig.1a–c.Hei tautoko i te wetewete o nga whakaahua SEM i runga i nga ahuatanga o te topography, ko nga huringa Fourier (FFT, e whakaatuhia ana i roto i nga waahanga pouri) i mahia i runga i nga hanganga e aromatawaihia ana.I nga wa katoa, ka kitea te huahanga DLIP me te wa mokowā 4.5 µm.
Mo te take \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% i te waahi pouri ake o te Fig.1a, e rite ana ki te tuunga o te morahi pokanoa, ka taea e tetahi te kite i nga awaawa kei roto nga hanganga whakarara iti ake.Ka huri me nga roopu kanapa e hipoki ana i te ahua o te ahua nanoparticle.Na te mea ko te hanga whakarara i waenga i nga awaawa e ahua tika ana ki te polarization o te kurupae laser me te roa o te \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) 418\(\pm 65\) nm, paku. iti iho i te roangaru o te laser \(\lambda\) (532 nm) ka taea te kiia ko LIPSS me te iti o te waahi mokowhiti (LSFL-I) 15,18.Ka whakaputahia e LSFL-I tetahi tohu momo-s i roto i te FFT, "s" marara15,20.Na reira, ko te tohu e tika ana ki te huānga poutū pokapū kaha, ka hangaia e te hanganga DLIP (\(\Lambda _{\mathrm {DLIP}}\) \(\approx\) 4.5 µm).Ko te tohu i hangaia e te hanganga raina o te tauira DLIP i roto i te ahua FFT ka kiia ko "DLIP-momo".
Ko nga whakaahua SEM o nga hanganga mata i hangaia ma te whakamahi i te DLIP.Ko te kiato pūngao teitei ko \(\Phi _\mathrm {p}\) = 0.5 J/cm\(^2\) (mō te ōrite Gaussian kore haruru) me te reeti tukurua f = 200 kHz.Ko nga whakaahua e whakaatu ana i te pāmahana tauira, te polarization me te whakakikorua.Ko te nekehanga o te waahi waahi ka tohua ki te pere pango i roto i te (a).Ko te whakauru pango e whakaatu ana i te FFT e rite ana i whiwhi mai i te 37.25\(\times\)37.25 µm SEM image (whakaatuhia kia huri ra ano te taunga ngaru hei \(\vec {k}\cdot (2\pi)^ {-1}\) = 200 nm).Ko nga tawhā tukanga e tohuhia ana i ia ahua.
Ki te titiro atu ki te Whakaahua 1, ka kite koe i te pikinga o te \(o_{\mathrm {p}}\), ka kaha ake te aro o te tohu sigmoid ki te tuaka-x o te FFT.Ko te toenga o te LSFL-I ka kaha ake te whakarara.I tua atu, ka heke iho te kaha o te tohu s-momo me te kaha o te tohu DLIP-momo.Ko tenei na te kaha ake o te whakahua i nga awarua me te nui ake o te inaki.Waihoki, ko te tohu tuaka-x i waenga i te momo s me te pokapū me ahu mai i tetahi hanganga e rite ana te whakatakotoranga ki te LSFL-I engari he roa ake te waa (\(\Lambda _\mathrm {b}\) \(\approx \ ) 1.4 ± 0.2 µm) e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1c).No reira, e kiia ana ko to ratou hanganga he tauira rua kei waenganui o te rua.Ka puta ano te ahuatanga hou i roto i te awhe auau teitei (taungaru nui) o te ordinate.Ko te tohu i ahu mai i nga ripple whakarara i runga i nga titahatanga o te waikeri, ko te mea pea na te pokanoa o te maiki me te rama whakaata whakamua i runga i nga titahatanga9,14.E whai ake nei, ko enei ripples e tohuhia ana e LSFL \ (_ \ mathrm {edge} \), me o ratou tohu – ma te momo -s \ (_ {\mathrm {p)) \).
I te whakamatautau i muri mai, ka kawea te mahana o te tauira ki te 250 °C i raro i te mata e kiia nei he "wera".I whakahaerehia te hanganga i runga i te rautaki tukatuka rite ki nga whakamatautau i whakahuahia i te waahanga o mua (Fig. 1a-1c).Ko nga whakaahua SEM e whakaatu ana i te ahua o te whenua e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1d–f.Ko te whakamahana i te tauira ki te 250 C ka piki ake te ahua o te LSFL, he whakarara te ahunga ki te polarization laser.Ko enei hanganga ka taea te tohu hei LSFL-II me te whai waahi mokowhiti \(\Lambda _\mathrm {LSFL-II}\) o 247 ± 35 nm.Ko te tohu LSFL-II kaore i te whakaatuhia i te FFT na te kaha o te aratau teitei.I te pikinga o te \(o_{\mathrm {p}}\) mai i te 99.0 ki te 99.67\(\%\) (Fig. 1d–e), ka piki te whanui o te rohe roopu kanapa, i puta ai te ahua o te tohu DLIP mo neke atu i nga iarere teitei.nga tau ngaru (nga iarere iti) ka huri ki te pokapū o te FFT.Ko nga rarangi rua i te Fig. 1d pea ko nga tohu tuatahi o nga mea e kiia nei ko nga awaawa i hanga tika ki te LSFL-I22,27.I tua atu, ko te ahua o te LSFL-II kua poto ake, kua hee te ahua.Kia mahara hoki he iti ake te rahi toharite o nga roopu kanapa me te nanograin morphology i tenei keehi.I tua atu, ko te tohatoha rahi o enei nanoparticles ka iti ake te marara (ka arahina ranei ki te iti o te kohinga matūriki) i te kore whakamahana.Ma te kounga, ka taea te aromatawai i tenei ma te whakataurite i nga whika 1a, d, b, e ranei.
I te pikinga ake o te īnaki \(o_{\mathrm {p}}\) ki te 99.67% (Fig. 1f), ka pupū ake te ahua o te whenua na te mea kua tino kitea nga moa.Heoi, he iti ake te raupapa o enei riu, he iti ake te hohonu i te ahua 1c.Ko te rereketanga iti i waenga i nga waahi marama me nga waahi pouri o te ahua ka kitea te kounga.Ko enei hua ka tautokona ake e te tohu ngoikore me te marara ake o te ordinate FFT i te Fig. 1f whakaritea ki te FFT i runga c.I kitea ano nga striae iti i runga i te whakamahana i te whakatairite i nga Whakaahua 1b me te e, i muri mai ka whakamanahia e te marumaru confocal microscopy.
I tua atu i te whakamatautau o mua, ko te polarization o te kurupae laser i hurihia e 90 \(^{\circ}\), i puta te ahunga polarization ki te neke tika ki te papa tuunga.I te piki.Ko te 2a-c e whakaatu ana i nga timatanga o te hanganga hanganga, \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0% i roto i te kore whakamahana (a), whakawera (b) me te whakamahana 90\(^{\ circ }\ ) – Take me te polarization hurihuri (c).Hei tiro i te nanotopography o nga hanganga, ko nga waahi kua tohua ki nga tapawha tae ka whakaatuhia ki te Fig.2d, i runga i te tauine whakanuia.
Ko nga whakaahua SEM o nga hanganga mata i hangaia ma te whakamahi i te DLIP.He rite tonu nga tawhā tukanga ki te Fig.1.Ko te atahanga e whakaatu ana i te tauira pāmahana \(T_s\), te polarization me te īnaki patere \(o_\mathrm {p}\).Ko te whakauru pango ka whakaatu ano i te huringa Fourier e rite ana.Ko nga whakaahua i roto i te (d)-(i) he whakanuinga o nga waahi kua tohua i te (a)-(c).
I tenei ahuatanga, ka kitea ko nga hanganga kei roto i nga waahi pouri o te Fig. 2b, c he polarization sensitive, no reira ka tapaina ko LSFL-II14, 20, 29, 30. Ko te mea nui, ko te waahi o te LSFL-I ka huri ano ( Fig. 2g, i), ka kitea mai i te takotoranga o te tohu momo-s i te FFT e rite ana.Ko te whanuitanga o te wa LSFL-I te ahua nui ake ka whakaritea ki te wa b, a ka nekehia tona awhe ki nga waa iti i te Whakaahua 2c, e tohuhia ana e te tohu momo-s whanui ake.No reira, ko te wa mokowā LSFL e whai ake nei ka kitea i runga i te tauira i nga momo mahana whakawera: \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 418\(\pm 65\) nm i te 21 ^{ \circ }\ )C (Fig. 2a), \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I}}\) = 445\(~\pm\) 67 nm me \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-II }} \) = 247 ± 35 nm i te 250°C (Fig. 2b) mo te s polarization.Engari, ko te wa mokowā o te p-polarization me te 250 \(^{\circ }\)C he rite ki \(\Lambda _{\mathrm {LSFL-I))\) = 390\(\pm 55\ ) nm me \(\ Lambda_{\mathrm{LSFL-II}}\) = 265±35 nm (Whakaahua 2c).
Otirā, ko nga hua e whakaatu ana ma te whakanui noa i te tauira pāmahana, ka taea e te ahua o te mata te huri i waenga i nga waahanga e rua, tae atu ki (i) he mata kei roto anake nga huānga LSFL-I me (ii) he waahi kapi ki te LSFL-II.Na te mea ko te hanga o tenei momo LIPSS i runga i nga mata whakarewa e hono ana ki nga papa waikura o te mata, i mahia te tātaritanga hihi-a-rorohiko hiko (EDX).Ko te Ripanga 1 he whakarāpopoto i ngā hua ka puta.Ko ia whakatau ka mahia ma te whaa toharite neke atu i te wha nga hihinga ki nga waahi rereke i runga i te mata o te tauira kua tukatukahia.Ka mahia nga inenga ki nga tauira mahana rereke \(T_\mathrm{s}\) me nga waahi rereke o te mata tauira kei roto nga waahi kaore i hangaia, i hangaia ranei.Kei roto hoki i nga inenga nga korero mo nga paparanga korekore e takoto tika ana i raro i te waahi whakarewa, engari kei roto i te hohonutanga o te urunga irahiko o te tātaritanga EDX.Heoi, me tohu he iti te kaha o te EDX ki te ine i te ihirangi hāora, no reira ka taea e enei uara i konei te tuku aromatawai kounga.
Ko nga waahanga kaore i tukuna o nga tauira kaore i whakaatu te nui o te hāora i nga pāmahana whakahaere katoa.Whai muri i te maimoatanga laser, ka piki nga taumata o te hāora i roto i nga keehi katoa31.Ko te rerekeetanga o te hanganga i waenga i nga tauira e rua kaore ano kia rongoatia he rite ki te tumanako mo nga tauira rino arumoni, a he nui ake nga uara waro i kitea i whakaritea ki te pepa raraunga a te kaihanga mo te maitai AISI 304 na te poke o te waiwaro32.
I mua i te matapaki i nga take mo te hekenga o te hohonutanga o te riu ablation me te whakawhiti mai i te LSFL-I ki te LSFL-II, ka whakamahia te kiato hiko hiko (PSD) me nga whakaahua teitei.
(i) Ko te ahua-rua-ahu te kiato spectral mana (Q2D-PSD) o te mata ka whakaatuhia hei whakaahua SEM i roto i nga Whakaahua 1 me te 2. 1 me te 2. I te mea kua whakatauhia te PSD, me heke te tohu moni. ka mohio ko te pikinga o te wahanga tonu (k \(\le\) 0.7 µm\(^{-1}\), kare i whakaaturia), ara te maeneene.(ii) Ko te ahua o te teitei o te mata.Tauira pāmahana \(T_s\), inaki \(o_{\mathrm {p}}\), me te taiaho polarization E e pā ana ki te takotoranga \(\vec {v}\) o te nekehanga papa tūnga e whakaatuhia ana i roto i nga papa katoa.
Hei ine i te ahua o nga whakaahua SEM, i hangahia he awhi hiko kua whakaritea mai i te toru neke atu i te toru atahanga SEM mo ia tawhā kua tautuhia ma te tauwaenga o nga waahanga hiko (1D) katoa (PSD) i te ahunga x, y ranei.Ko te kauwhata e rite ana e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3i e whakaatu ana i te nekehanga auau o te tohu me tona koha hono ki te awhiowhio.
I te piki.3ia, c, e, ka tupu te tihi DLIP tata ki \(k_{\mathrm {DLIP}}~=~2\pi\) (4.5 µm)\(^{-1}\) = 1.4 µm \ ( ^{- 1}\) ranei nga orooro teitei e rite ana i te pikinga o te inaki \(o_{\mathrm {p))\).Ko te pikinga o te kaha kaha o te kaha kaha o te hanganga LRIB.Ka piki ake te kaha kaha o te haurongo teitei ki te titahatanga o te pari.Mo nga mahi tapawhā hei whakawhāiti i ngā kēhi, ko te tata ki te rahi ake o nga iarere.Na reira, ko te tihi huri noa i te 1.4 µm\(^{-1}\) i roto i te PSD me nga orite orite ka taea te whakamahi hei tawhā kounga mo te ahua o te riu.
Engari, e whakaatu ana i te Whakaahua 3(i)b,d,f, ko te PSD o te tauira whakamahana e whakaatu ana i nga tihi ngoikore me te whanui ake me te iti ake o te tohu i roto i nga orite oro.I tua atu, i te piki.E whakaatu ana te 3(i)f he nui ake te tohu hauoro tuarua i te tohu taketake.Ka whakaatu tenei i te ahua kopikopiko me te iti ake te whakahua o te hanganga DLIP o te tauira whakawera (whakaritea ki te \(T_s\) = 21\(^\circ\)C).Ko tetahi atu ahuatanga ko te mea ka piki te inaki \(o_{\mathrm {p}}\), ka huri te tohu LSFL-I ki te tau ngaru iti ake (waa roa).Ka taea te whakamarama i tenei ma te piki haere o nga taha o te aratau DLIP me te pikinga o te rohe e pa ana ki te koki o te paanga14,33.I muri mai i tenei ahuatanga, ka taea hoki te whakamarama i te whanuitanga o te tohu LSFL-I.I tua atu i nga tahataha pari, he waahi papatahi ano kei raro me runga ake i nga tihi o te hanganga DLIP, e taea ai te whanui ake o nga waa LSFL-I.Mo nga rauemi tino kaha, ko te waa LSFL-I te nuinga o te waa ka kiia ko:
ko te \(\theta\) te koki o te paheketanga, a ko nga kupu hauraro s me te p e tohu ana ki nga rereke rereke33.
Me tohu ko te rererangi mo te tatūnga DLIP i te nuinga o te wa e noho tika ana ki te neke o te papa tuunga, penei i te Whakaaturanga 4 (tirohia te waahanga Rawa me nga Tikanga).No reira, ko te s-polarization, hei tikanga, he whakarara ki te neke o te atamira, a ko te p-polarization e tika ana ki a ia.E ai ki te whārite.(1), mo te s-polarization, he horahanga me te nekehanga o te tohu LSFL-I ki nga tau ngaru iti e tika ana.Na te pikinga o te \(\theta\) me te awhe koki \(\theta \pm \delta \theta\) i te pikinga o te hohonutanga o te waikeri.Ka kitea tenei ma te whakataurite i nga tihi LSFL-I i te Whakaahua 3ia,c,e.
E ai ki nga hua e whakaatuhia ana i te piki.1c, LSFL\(_\mathrm {edge}\) ka kitea ano i te PSD e rite ana ki te piki.3arā.I te piki.Ko te 3ig,h e whakaatu ana i te PSD mo te p-polarization.Ko te rereketanga o nga tihi DLIP he nui ake te korero i waenga i nga tauira wera me nga tauira kore.I roto i tenei take, ko te tohu mai i te LSFL-I ka whiti ki nga orite teitei o te tihi DLIP, ka taapiri atu ki te tohu e tata ana ki te roangaru lasing.
Hei matapaki i nga hua i roto i nga korero, kei te Whakaahua 3ii e whakaatu ana i te hohonutanga o te hanganga me te inaki i waenga i nga ngohe o te tohatoha teitei o te DLIP i nga momo mahana.Ko te ahua o te teitei poutū o te mata i whiwhi i te toharite tekau nga whakaahua teitei poutū takitahi huri noa i te pokapū o te hanganga DLIP.Mo ia pamahana, ka piki ake te hohonutanga o te hanganga me te nui haere o te inaki.Ko te ahua o te tauira whakamahana e whakaatu ana i nga awaawa me nga uara toharite peak-to-peak (pvp) 0.87 µm mo te s-polarization me te 1.06 µm mo te p-polarization.Engari, ko te s-polarization me te p-polarization o te tauira kaore i wera e whakaatu ana i te pvp o te 1.75 µm me te 2.33 µm, ia.Ko te pvp e rite ana e whakaatuhia ana i roto i te whakaahua teitei i te piki.3ii.Ka tatauhia ia toharite PvP ma te waru o nga PvP kotahi.
I tua atu, i te piki.Ko te 3iig,h e whakaatu ana i te tohatoha teitei p-polarization e tika ana ki te punaha tuunga me te nekehanga o te riu.Ko te ahunga o te p-polarization he painga pai ki te hohonu o te awaawa mai i te mea ka puta he pvp paku teitei ake i te 2.33 µm whakaritea ki te s-polarization i te 1.75 µm pvp.Ka rite tenei ki nga awaawa me nga nekehanga o te punaha turanga turanga.Ko tenei paanga ka taea e te hanganga iti ake i roto i te take o te s-polarization i whakaritea ki te take o te p-polarization (tirohia te pikitia 2f,h), ka korerohia ano i te waahanga e whai ake nei.
Ko te kaupapa o te matapaki he whakamarama i te hekenga o te hohonu o te riu na te huringa o te akomanga LIPS matua (LSFL-I ki LSFL-II) i roto i nga tauira kua wera.Na, whakautua nga patai e whai ake nei:
Hei whakautu i te patai tuatahi, he mea tika kia whakaarohia nga tikanga e pa ana ki te whakaheke i te whakahekenga.Mo te paheketanga kotahi i te wa noa, ka taea te whakaahua i te hohonu o te ablation:
ko \(\delta _{\mathrm {E}}\) ko te hohonutanga o te urunga o te hiko, ko te \(\Phi\) me te \(\Phi _{\mathrm {th}}\) ko te rerenga whakauru me te rere o te Ablation paepae, ia34 .
I runga i te pangarau, he whakareatanga te hohonutanga o te urunga o te hiko ki te hohonutanga o te ablation, i te mea ko te huringa o te kaha he paanga taukohiko.No reira karekau nga huringa reo e pa ki te \(\Delta z\) engari ki te \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\).Engari, ko te kaha o te waikura (hei tauira, na te hanganga o te chromium oxide) ka kaha ake nga here Cr-O35 ki te whakataurite ki nga here Cr-Cr, na reira ka piki ake te paepae ablation.No reira, kua kore a \(\Phi ~\gg ~\Phi _{\mathrm {th}}\) i ngata, ka tere te heke o te hohonutanga o te ablation me te hekenga o te kaha rere o te hiko.I tua atu, ka mohiotia he hononga i waenga i te ahua o te waikura me te wa o te LSFL-II, ka taea te whakamarama i nga huringa i roto i te nanostructure ake me nga ahuatanga mata o te mata i puta mai i te oxidation30,35 mata.Na reira, ko te tohatoha o te mata tika o te rewharewha whakauru \(\Phi\) na te hihiko uaua o te taunekeneke i waenga i te wa hanganga me te matotoru o te paparanga waikura.I runga ano i te waa, ka kaha te awe o te nanostructure ki te tohatoha o te rere o te hiko i uru mai na te kaha o te piki o te mara, te whakahihiri o nga plasmons mata, te whakawhiti marama whakamiharo, te marara ranei17,19,20,21.Na reira, ko te \(\Phi\) he tino koretake tata ki te mata, a, ko te \(\delta _ {E}\) kua kore e taea ki te kotahi whakarea absorption \(\alpha = \delta _{\mathrm {opt} } ^ { -1} \approx \delta _{\mathrm {E}}^{-1}\) mo te rōrahi tata-mata katoa.I te mea ko te matotoru o te kiriata waikura e whakawhirinaki ana ki te wa whakakoi [26], ko te paanga whakaingoatanga ka whakawhirinaki ki te pāmahana tauira.Ko nga micrographs whatu e whakaatuhia ana i te Whakaahua S1 i roto i te Rauemi Tāpirihia e tohu ana i nga huringa o nga ahuatanga whatu.
Ko enei paanga he whakamarama i te hohonutanga o te waikeri papaku i roto i te ahua o nga hanganga mata iti i roto i nga Whakaahua 1d,e me 2b,c me 3(ii)b,d,f.
Kei te mohiotia te LSFL-II ki te hanga i runga i te semiconductors, te dielectrics, me nga rawa e pa ana ki te oxidation14,29,30,36,37.I te keehi whakamutunga, he mea tino nui te matotoru o te paparanga waikura mata30.I kitea e te tātaritanga EDX te hanganga o te waikura mata ki runga i te mata kua oti te hanga.No reira, mo nga tauira kare i whakamahana, ko te ahua o te hāora ambient e whai waahi ana ki te hanga wahanga o nga matūriki hau me tetahi wahanga o te hanga waikura mata.Ko nga ahuatanga e rua ka whai waahi nui ki tenei mahi.Engari, mo nga tauira kua werahia, ko nga waikura whakarewa o nga momo waikura rereke (SiO\(_{\mathrm {2}}\), Cr\(_{\mathrm {n}} \)O\(_{\mathrm { m}}\ ), Fe\(_{\mathrm {n}}\)O\(_{\mathrm {m}}\), NiO, etc.) e marama ana 38 te tautoko.I tua atu i te paparanga waikura e hiahiatia ana, ko te waahi o te waahi ngaru-a-roto, ko te nuinga o te waarangi mokowā teitei LIPSS (HSFL), he mea tika ki te hanga i te roangaru ngaru e hiahiatia ana (d-momo) aratau kaha14,30.Ko te aratau kaha LSFL-II whakamutunga he mahi o te kaha kaha o te HSFL me te matotoru o te waikura.Ko te take o tenei aratau ko te wawaotanga tawhiti o te marama e marara ana e te HSFL me te marama kua huri ki roto i te papanga me te hora i roto i te papanga dielectric mata20,29,30.Ko nga whakaahua SEM o te taha o te tauira mata i te Whakaahua S2 i te waahanga Rauemi Tāpirihia he tohu mo te HSFL o mua.Ko tenei rohe o waho he ngoikore te paanga o te taha o te tohatoha kaha, e taea ai te hanga HSFL.Na te hangarite o te tohatoha kaha, ka puta ano tenei paanga ki te ahunga matawai.
He maha nga huarahi ka pa te whakamahana tauira ki te hangahanga LSFL-II.I tetahi taha, ko te pikinga o te tauira pāmahana \(T_\mathrm{s}\) ka nui ake te paanga ki te tere o te whakamaroke me te whakamatao i te matotoru o te paparanga whakarewa26.No reira, ko te atanga wai o te tauira whakamahana ka noho ki te hāora ambient mo te wa roa.I tua atu, ko te whakaroa o te whakakoi ka taea te whakawhanaketanga o nga tikanga convective matatini e whakanui ana i te whakaranu o te hāora me te waikura ki te rino wai26.Ka taea te whakaatu ma te whakatairite i te matotoru o te paparanga waikura i hangaia ma te whakamaaramatanga (\(\Lambda _\mathrm {diff}=\sqrt{D~\times ~t_\mathrm {s}}~\le ~15\) nm) Ko te wa whakahuihui e rite ana ko \(t_\mathrm {s}~\le ~200\) ns, me te whakarea diffusion \(D~\le\) 10\(^{-5}\) cm\(^ 2 \ )/ s) I kitea te matotoru teitei ake, i hiahiatia ranei i te hanganga LSFL-II30.I tetahi atu ringa, ka pa ano te whakamahana ki te hanganga o te HSFL, na reira ko nga mea marara e hiahiatia ana hei whakawhiti ki te aratau kaha LSFL-II d-momo.Ko te whakaaturanga o nga nanovoids kua mau i raro i te mata e whakaatu ana i to raatau whakauru ki te hanganga o HSFL39.Ko enei koha ka tohu i te takenga hiko o te HSFL na te mea e hiahiatia ana nga tauira kaha o ia wa i ia wa14,17,19,29.I tua atu, he nui ake te ahua o enei momo kaha i hangaia me te maha o nga nanovoids19.Na, ko te take mo te piki haere o te HSFL ka taea te whakamarama e te huringa o te hihiri o nga koha o te karaihe ka piki ake te \(T_\mathrm{s}\).
No tata nei kua whakaatuhia ko te reiti whakamahana o te silicon he tawhā matua mo te supersaturation interstitial intrinsic a na reira mo te whakaemi o nga hapa ira me te hanganga o nga dislocations40,41.Ko nga whakahiatotanga rapoi ngota o nga konganuku parakore kua whakaatu ko nga wateatanga ka kaha ki te whakamaarama tere, na reira ka puta te whakaemi o nga waahi i nga konganuku i te ahua rite42,43,44.I tua atu, ko nga rangahau whakamatautau mo te hiriwa kua aro ki te hanga o nga kohao me nga tautau na te kohi o nga hapa ira45.Na reira, ko te pikinga o te pāmahana o te tauira \(T_\mathrm {s}\) a, na reira, ka paheke te tere o te whakamatao ki te hanga o nga koretake, koinei te karihi o te HSFL.
Mēnā ko ngā tūāhuatanga te tohu tuatahi ki ngā kōhao, nā reira ko te HSFL, kia rua ngā pānga o te tauira pāmahana \(T_s\).I tetahi taha, ko te \(T_s\) ka pa ki te tere o te rerystallization, a, no reira, ko te kukū o nga hapa o te ira (te kuhanga waatea) i roto i te karaihe tipu.I tetahi atu taha, ka pa ki te reiti whakamahana i muri i te whakamaaramatanga, na reira ka pa ki te tohatoha o nga hapa o te tohu i roto i te karaihe 40,41.I tua atu, ko te reiti whakakoi ka whakawhirinaki ki te whakatakotoranga tioata, na reira he tino anisotropic, pera ano ko te tohatoha o nga hapa ira42,43.E ai ki tenei kaupapa, na te urupare anisotropic o te rauemi, ka huri te tauwhitinga o te marama me te matū hei anisotropic, na te mea ka kaha ake te whakaputanga o te kaha o ia wa.Mo nga rauemi polycrystalline, ka taea te whakawhäiti i tenei whanonga ma te rahi o te witi kotahi.Inaa, kua whakaatuhia te hanganga LIPSS i runga i te whakatakotoranga witi46,47.Na reira, ko te paanga o te tauira pāmahana \(T_s\) ki te reiti whakatioatanga kaore pea i te kaha ki te paanga o te takotoranga witi.No reira, na te rerekee o nga ahuatanga tioata o nga kakano rereke e whakaatu ana mo te pikinga o nga koretake me te whakahiatotanga o te HSFL, te LSFL-II ranei.
Hei whakamarama i nga tohu tuatahi o tenei whakapae, i whakairohia nga tauira mata hei whakaatu i te hanga witi e tata ana ki te mata.Te whakatairite o nga karepe i te piki.Kei te whakaatuhia te S3 i roto i nga rauemi taapiri.I tua atu, i puta mai a LSFL-I me LSFL-II i roto i nga roopu i runga i nga tauira wera.Ko te rahi me te ahuahanga o enei tautau e rite ana ki te rahi o te witi.
I tua atu, ka puta noa te HSFL i roto i te awhe whaiti i te iti o te rewharewha kiato na tona takenga convective19,29,48.Na reira, i roto i nga whakamatautau, ka puta pea tenei ki te taha o te taha o te tohu kurupae.Na reira, i hanga te HSFL i runga i nga papa kore-waikura, ngoikore ngoikore ranei, i kitea i te whakatairite i nga hautau waikura o nga tauira kua rongoatia me nga tauira kaore ano kia rongoatia (tirohia te ripanga whakaata: tauira).Ko tenei ka whakapumau i te whakaaro ko te paparanga waikura te nuinga o te whakaawehia e te laser.
I te mea ko te hanga LIPSS te nuinga o te ti'aturi ki te maha o nga pire na runga i nga urupare-a-roto, ka taea te whakakapi i nga HSFL ki nga hanganga nui ake i te pikinga o te īnakitanga o te pulse19.Ko te iti ake o te HSFL ka puta he tauira kaha iti (d-mode) e hiahiatia ana mo te hanga LSFL-II.No reira, ka piki te inaki o \(o_\mathrm {p}\) (tirohia te Fig. 1 mai i te de), ka heke te auau o te LSFL-II.
I tirotirohia e tenei rangahau te paanga o te pāmahana tïpako ki te mata o te DLIP hanga taiaho he kowiri tira.Kua kitea ko te whakamahana i te taputapu mai i te 21 ki te 250 ° C ka heke te hohonu o te ablation mai i te 1.75 ki te 0.87 µm i roto i te s-polarization me te 2.33 ki te 1.06 µm i roto i te p-polarization.Ko tenei hekenga na te whakarereketanga o te momo LIPSS mai i te LSFL-I ki te LSFL-II, e hono ana ki te paparanga waikura mata laser-induced i te pāmahana tauira teitei ake.I tua atu, ka taea e te LSFL-II te whakanui ake i te rerenga o te paepae na te nui o te waikura.E whakaarohia ana i roto i tenei punaha hangarau me te nui o te pupuhi o te pupuhi, te kaha o te kaha o te kaha me te reeti tukurua toharite, ko te puta o te LSFL-II ka whakatauhia ano e te huringa o te kaha o te dislocation na te tauira whakamahana.Ko te whakahiatotanga o te LSFL-II e whakapaetia ana na te hanganga o te nanovoid e whakawhirinaki ana ki te witi, e arahi ana ki te HSFL hei tohu mo te LSFL-II.I tua atu, ka akohia te awe o te ahunga o te polarization i runga i te wa hanganga me te bandwidth o te wa hanganga.Ka puta ko te p-polarization he pai ake mo te tukanga DLIP mo te hohonu o te whakakore.I te katoa, ka hurahia e tenei rangahau he huinga tawhā tukanga hei whakahaere me te arotau i te hohonutanga o te whakakorenga DLIP hei hanga tauira mata.Ka mutu, ko te whakawhiti mai i te LSFL-I ki te LSFL-II he mea wera katoa, me te iti o te pikinga o te reeti tukurua e tumanakohia ana me te inaki tonu te patere na te pikinga o te wera24.Ko enei ahuatanga katoa e pa ana ki te wero kei te heke mai ki te whakawhanui i te tukanga DLIP, hei tauira ma te whakamahi i nga punaha matawai polygonal49.Hei whakaiti i te hanga o te wera, ka taea te whai i te rautaki e whai ake nei: kia mau te tere matawai o te matawai polygonal kia teitei rawa, ma te whakamahi i te rahi o te waahi laser, te orthogonal ki te ahunga matawai, me te whakamahi i te ablation tino pai.reo 28. I tua atu, ka taea e enei whakaaro te hanga i te ahua o te hierarchical topography mo te mahi matatau o te mata ma te whakamahi i te DLIP.
I roto i tenei rangahau, i whakamahia nga pereti kowiri tira hiko (X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304) 0.8 mm te matotoru.Hei tango i nga mea poke i te mata, i ata horoia nga tauira ki te waihano i mua i te maimoatanga taiaho (te kukū o te waihano \(\ge\) 99.9%).
Ko te tautuhinga DLIP e whakaatuhia ana i te Whakaahua 4. I hangaia nga tauira ma te whakamahi i te punaha DLIP me te 12 ps ultrashort pulsed puna laser me te roangaru o te 532 nm me te reeti tukurua teitei o te 50 MHz.Ko te tohatoha mokowā o te pūngao kurupae ko Gaussian.Ko nga optics i hangaia motuhake e whakarato ana i te whirihoranga interferometric kurupae-rua hei hanga hanganga raina i runga i te tauira.Ko te arotahi he 100 mm te roa o te arotahi ka whakakikoruatia etahi kurupae taiaho e rua ki runga i te mata i te koki pumau o 6.8\(^\circ\), e hoatu ana he wa mokowā tata ki te 4.5 µm.Ka kitea etahi atu korero mo te tatūnga whakamatautau ki etahi atu waahi50.
I mua i te tukatuka laser, ka tukuna te tauira ki runga i te pereti whakawera i tetahi pāmahana.Ko te mahana o te pereti whakamahana i whakaritea ki te 21 me te 250°C.I roto i nga whakamatautau katoa, i whakamahia he rerenga whakawhiti o te hau kōpeke me te taputapu rewharewha hei aukati i te paheketanga o te puehu i runga i nga whatu.Kua whakaritea he punaha atamira x,y hei whakanoho i te tauira i te wa e hanga ana.
Ko te tere o te punaha atamira tuunga i rereke mai i te 66 ki te 200 mm/s kia whiwhi ai i te inaki i waenga i nga ngohe o te 99.0 ki te 99.67 \(\%\) ia.I nga wa katoa, ko te reeti tukurua i whakatauhia ki te 200 kHz, a ko te kaha toharite ko te 4 W, i hoatu he kaha mo ia pupuhi o te 20 μJ.Ko te diameter o te kurupae i whakamahia i roto i te whakamatautau DLIP he 100 µm, a ko te 0.5 J/cm\(^{2}\) te kiato pūngao laser peak.Ko te tapeke pūngao i tukuna mo ia waeine horahanga ko te teiteitanga o te rerenga rerenga e rite ana ki te 50 J/cm\(^2\) mo \(o_{\mathrm {p}}\) = 99.0 \(\%\), 100 J/cm \(^2\) mo \(o_{\mathrm {p))\)=99.5\(\%\) me te 150 J/cm\(^2\) mo \(o_{ \mathrm {p} }\ ) = 99.67 \(\%\).Whakamahia te pereti \(\lambda\)/2 hei huri i te polarization o te kurupae laser.Mo ia huinga tawhā e whakamahia ana, he horahanga tata ki te 35 × 5 mm\(^{2}\) ka tuhia ki runga i te tauira.Ko nga whakamatautau hanganga katoa i whakahaerehia i raro i nga tikanga taiao hei whakarite i te whakamahinga o te ahumahi.
I tirohia te ahua o nga tauira ma te whakamahi i te microscope confocal me te whakanui 50x me te taumira whatu me te poutū o te 170 nm me te 3 nm.Ko nga raraunga topographic i kohia ka arotakehia ma te whakamahi i te rorohiko tātari mata.Tangohia nga korero mai i nga raraunga whenua kia rite ki te ISO 1661051.
I tohuhia ano nga tauira ma te whakamahi i te karu hiko irahiko matawai i te ngaohiko tere o te 6.0 kV.I aromatawaihia te hanganga matū o te mata o nga tauira ma te whakamahi i te hiko-whakawhitinga-whakawhitinga hihi-hihi (EDS) taapiri i te ngaohiko tere o te 15 kV.I tua atu, i whakamahia he microscope optical me te kaupapa 50x hei whakatau i te ahua o te moroiti o nga tauira. I mua i tera, ka werohia nga tauira ki te mahana tonu o te 50 \(^\circ\)C mo te rima meneti i roto i te paru kowiri tira me te waikawa hauwai me te kukū waikawa nitric o 15–20 \(\%\) me te 1\( -<\)5 \(\%\), ia. I mua i tera, ka werohia nga tauira ki te mahana tonu o te 50 \(^\circ\)C mo te rima meneti i roto i te paru kowiri tira me te waikawa hauwai me te kukū waikawa nitric o 15–20 \(\%\) me te 1\( -<\)5 \(\%\), ia. Перед этим образцы травили при постоянной температуре 50 \(^\circ\)С в течение пяти минут в краске из нержавеющески слотами концентрацией 15-20 \(\%\) me 1\( -<\)5 \( \%\) соответственно. I mua i tera, ka werohia nga tauira ki te mahana 50 \(^\circ\)C mo te rima meneti i roto i te peita kowiri tira me te waikawa hauwai me te waikawa nitric me te kukū o te 15-20 \(\%\) me te 1\( -<\)5 \( \%\) ia.在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C 的恒温蚀刻五分钟，盐酸和硝酸\(1) 和硝酸( -<\)5 \ (\%\)，分别。在此之前，样品在不锈钢染色液中以50 \(^\circ\)C (\%\)，分别。I mua i tera, ka î nga tauira mo te rima meneti i te mahana tonu o te 50 \(^\circ\)C i roto i te wairewa whakakikorua mo te kowiri tira me te kukū o te waikawa pūhaumāota me te waikawa nitric 15-20 \(\%\) me te 1 \.(-<\)5 \ (\%\) соответственно. (-<\)5 \ (\%\) ia.
Hoahoa hoahoa o te tatūnga whakamātautau o te tatūnga DLIP kurupae-rua, tae atu ki te (1) he kurupae laser, (2) he pereti \(\lambda\)/2, (3) he pane DLIP me tetahi whirihoranga whatu, (4 ) he paraharaha wera, (5) he wai-whakawhiti , (6) x,y nga hikoinga tuunga me te (7) tauira kowiri tira.E rua nga kurupae kua whakakikoruatia, kua porowhitatia ki te whero i te taha maui, ka hanga hanganga rarangi i runga i te tauira i nga koki \(2\theta\) (tae atu ki te s- me te p-polarization).
Ko nga huingararaunga i whakamahia, i wetewetehia ranei i roto i te rangahau o naianei ka waatea mai i nga kaituhi i runga i te tono whaitake.
Te wa tuku: Hanuere-07-2023