Penelitian komprehensif berisi tentang mekanisme etsa karbon seperti berlian (diamond-like carbon, DLC) menggunakan plasma oksigen. Studi ini menggabungkan pendekatan eksperimental dan simulasi dinamika molekul (MD). Selain itu, untuk menjelaskan interaksi pada tingkat atom, memberikan wawasan untuk memperbaiki teknik etsa DLC dan meningkatkan fungsionalisasi permukaan untuk berbagai aplikasi.
Pada bagian eksperimental, film DLC disimpan dan dipola menggunakan masker platinum dengan berbagai ukuran. Proses etsa berjalan menggunakan sistem etsa plasma RF-DC dengan gas oksigen murni. Hasilnya menunjukkan bahwa permukaan DLC mengalami teksturisasi mikro yang signifikan, dengan laju etsa yang berbeda berdasarkan ukuran masking platinum. Masking yang lebih kecil menghasilkan laju etsa yang lebih tinggi karena pengeboman ion yang terkonsentrasi. Eksperimen ini menunjukkan efisiensi masking platinum dalam melindungi area spesifik DLC dari pengeboman ion oksigen, sehingga memungkinkan pola mikro yang presisi.
Simulasi
Simulasi dinamika molekul memberikan pandangan detail pada tingkat atom tentang proses etsa. Menggunakan medan gaya ReaxFF, simulasi ini mengeksplorasi interaksi antara molekul O2 dan struktur karbon amorf dari DLC. Hasilnya menunjukkan bahwa molekul oksigen terdisosiasi saat berinteraksi dengan permukaan karbon, menyebabkan pembentukan senyawa volatil seperti karbon monoksida dan karbon dioksida. Simulasi juga menyoroti stabilitas struktur karbon amorf pada suhu tinggi dan infiltrasi serta reaksi progresif atom oksigen. Aktivitas tersebut wdyang mengakibatkan dekomposisi struktur karbon seiring waktu.
Secara keseluruhan, studi ini menyajikan temuan penting yang menjembatani kesenjangan dalam pemahaman tentang interaksi spesifik antara plasma oksigen dan DLC. Kombinasi pendekatan eksperimental dan simulasi menyediakan kerangka kerja yang kuat untuk mengeksplorasi dan mengoptimalkan proses etsa. Wawasan yang terdapat dari penelitian ini memiliki potensi untuk memajukan aplikasi DLC di berbagai bidang, termasuk pelapisan pelindung, sistem mikro-elektro-mekanis (MEMS), dan perangkat biomedis, dengan meningkatkan presisi dan kontrol teknik teksturisasi mikro.
Penulis: Ersyzario Edo Yunata, Ph.D
Link dan Indeks: Scopus, https://link.springer.com/article/10.1557/s43579-024-00605-9
