Tehnologija žarjenja z vodno paro na diamantnih površinah za napajalne naprave naslednje generacije

TOP 10: Tehnologija Koja Nece Postojati Za 20 Godina (Junij 2019).

Anonim

Diamanti so pogosto prikazani v izvrstnem nakitu. Toda ta trdna oblika ogljika je znana tudi po izjemnih fizičnih in elektronskih lastnostih. Na Japonskem je sodelovanje med raziskovalci na Univerzi za naravoslovne in tehnološke vede Kanazawa in AIST v Tsukubi, ki ga vodi Ryo Yoshida, uporabilo žarjenje z vodno paro, da bi oblikovale atomsko ravne površine z dioksirnimi površinami s hidroksilom.

Diamond ima številne značilnosti, zaradi katerih je privlačna za uporabo v elektronskih napravah. Vendar diamant vsebuje napake, ki so opazne na atomski ravni, ki ustvarjajo edinstvene lastnosti površine, ki vplivajo na to, kako se lahko uporabljajo v takšnih napravah.

Končna površina z uporabo kisika ali vodika stabilizira diamantno strukturo. Diamantne površine z vodorskim zaključkom (H-terminali) vsebujejo dvodimenzionalne plasti plina (2DHG), ki omogočajo visokotemperaturno in visokonapetostno delovanje. Krožne diamantne površine, ki se končajo s kisikom, so tvorjene s površinsko oksidacijo H-končnih površin, ki odstranjujejo ogljik-vodikove (CH) vezi in 2DHG, "toda to grobo obdeluje površino diamanta in vodi do degradacije delovanja naprav", pravi Norio Tokuda iz Univerza Kanazawa.

Za premagovanje tega so raziskovalci uporabili žarjenje na vodno paro. Začeli so z (1 1 1) -oriziranimi visokotlačnimi visokotemperaturnimi sintetičnimi monokristalnimi diamanti Ib in IIa. Homoepitaksialne diamantne filme smo gojili na substratih Ib prek mikrovalovnega plazemskega nanašanja s kemičnim naparjevanjem (MPCVD). Za pridobitev atomsko ravnih H-končnih površin so bili vzorci diamantov izpostavljeni H-plazmi v komori MPCVD. Za oblikovanje površin, zaključenih s hidroksilom, smo vzorce diamantov, zaključenih z H, izpostavili žarjenju z vodno paro. Obdelava žarjenja se je pojavila pod atmosfero dušika, ki se je skozi vročo vodo v kremenčevi cevi v električni peči.

Rezultati so pokazali, da so CH vezi ostali na diamantni površini med žarjenjem vodne pare pod 400 ° C; zato je bil odkrit 2DHG. "Vendar pa je žarjenje na vodno paro nad 500 ° C odstranilo CH vezi iz diamantne površine, " pojasnjuje Yoshida, "kar kaže na izginotje 2DHG."

Tako rezultati kažejo, da lahko žarjenje z vodno paro odstranjuje 2DHG in hkrati ohranja površinsko morfologijo (1 1 1) usmerjene diamantne površine. "V primerjavi s konvencionalnimi tehnikami odstranjevanja 2DHG, kot je mokra kemična oksidacija, " pravi Tokuda, "žarjenje z vodno paro nudi prednost ohranjanja atomsko ravne površine."

menu
menu