טכניקת חישול אדי מים על משטחי יהלומים עבור התקני הספק של הדור הבא

Eddie Zaidman Aikido (יוני 2019).

Anonim

יהלומים מוצגים לעתים קרובות תכשיטים משובחים. אבל זה סוג מוצק של פחמן ידוע גם על המאפיינים הפיזיים והאלקטרוניים שלה מצטיינים. ביפן, שיתוף פעולה בין חוקרים בבית הספר לתארים מתקדמים של אוניברסיטת קאנאזאווה למדעי הטבע והטכנולוגיה AIST ב Tsukuba, בראשותו של ריו יושידה, השתמש בחישול אדי מים כדי ליצור משטחי יהלום הידרוקסיליים אשר שטוחים באופן אטומי.

יהלומים יש מאפיינים רבים שהופכים אותו אטרקטיבי עבור יישומים במכשירים אלקטרוניים. עם זאת, יהלום מכיל פגמים כי הם נצפים ברמה האטומית שיוצרים מאפיינים משטח ייחודי המשפיע על איך זה יכול להיות מיושם מכשירים כאלה.

סיומת משטח באמצעות חמצן או מימן מייצב את מבנה היהלום. משטחי יהלומים מסתיימים במימן (H- הסתיים) מכילים שכבות גז דו מימדיות (2DHG) המאפשרות פעולה של טמפרטורה גבוהה ומתח גבוה. משטחי יהלומים המסיימים את החמצן נוצרים כתוצאה מחמצון פני השטח של משטחים מסווגים על ידי H, המסלקים את קשרי הפחמן-מימן (CH) ו- 2DHG, "אבל זה מקטין את פני היהלום ומוביל לירידה בביצועים של מכשירים", אומר נוריו טוקודה אוניברסיטת קאנאזאווה.

כדי להתגבר על זה, החוקרים להחיל את חישול אדי מים. הם התחילו עם (1 1 1), גבוה בלחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה סינתטי יחיד יהלום גבישי מצעים IB ו IIa. סרטים היהלומים Homoepitaxial גדלו על מצעים איב באמצעות תצהיר פלזמה כימית פלזמה (MPCVD). כדי להשיג משטחי H- מסיים שטוח אטומית, דגימות היהלומים נחשפו H- פלזמה בחדר MPCVD. כדי ליצור משטחי hydroxyl- הסתיים, דגימות H- הסתיים יהלומים היו חשופים חישול אדי מים. טיפול חישול התרחש תחת אווירה של חנקן מבעבע דרך ultrapure מים בצינור קוורץ בכבשן חשמלי.

התוצאות הראו כי אג"ח CH נשאר על פני היהלום במהלך חישול אדי מים מתחת 400 ° C; לכן, 2HG זוהה. "עם זאת, אדי מים חישול מעל 500 מעלות צלזיוס הסיר אג"ח CH ממשטח היהלומים, " מסביר יושידה, "המציין את היעלמות של 2HG."

לפיכך, התוצאות מצביעות על כך חישול אדי מים יכול להסיר 2DHG תוך שמירה על מורפולוגיה פני השטח של (1 1 1) משטחי היהלומים. "לעומת טכניקות קונבנציונאלי להסיר 2DHG, כגון חמצון כימי רטוב, " אומר Tokuda, "חישול אדי מים מציעה את היתרון של שמירה על משטח שטוח אטומית."

menu
menu