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納米金剛石薄膜應(yīng)用開辟新道路
發(fā)布日期:2015-04-16 瀏覽次數(shù): 文章來(lái)源:銳石公司
導(dǎo)讀:荷蘭納米科學(xué)院的研究者實(shí)現(xiàn)在石英襯底上生長(zhǎng)金剛石薄膜,然后再將它們分開,將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。為納米金剛石薄膜廣泛應(yīng)
荷蘭納米科學(xué)院的研究者實(shí)現(xiàn)在石英襯底上生長(zhǎng)金剛石薄膜,然后再將它們分開,將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。為納米金剛石薄膜廣泛應(yīng)用開辟了道路。
材料科學(xué)家說(shuō),我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)獲得并處理金剛石納米薄膜,然后放置在各式各樣的設(shè)備上,就能在各種設(shè)備上測(cè)試這種非凡的材料了。
金剛石薄膜是地球上最非凡的材料之一。不僅強(qiáng)度高,透明度高,而且熱傳導(dǎo)性好。雖然它們具有生物惰性,但是我們可以在它們的表面連接分子使其化學(xué)性能變得活潑。更重要的是,當(dāng)它們摻雜添加劑后會(huì)變成半導(dǎo)體,就可以應(yīng)用于電子電路了。
也難怪材料科學(xué)家們對(duì)于金剛石的前景充滿期待,他們希望把金剛石或多或少應(yīng)用到所有他們能想到的設(shè)備中。
但問題是,金剛石薄膜必須在高溫純氫氣氛中生長(zhǎng),這與其他微器件如硅芯片制造方法不兼容。
所以一個(gè)有用的途徑,就是想辦法使金剛石薄膜在一個(gè)地方生長(zhǎng),然后再轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方,這樣就可以將金剛石薄膜放置到芯片或者其他器件上了。
如今,荷蘭納米科學(xué)院的Venkatesh seshan和幾個(gè)同伴說(shuō),他們改進(jìn)了一種方法,即在石英襯底上生長(zhǎng)金剛石薄膜,然后再將它們分開,最后將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。
該團(tuán)隊(duì)首先將納米金剛石籽晶放置在石英表面,在氫等離子體氣氛中加熱到500 C以上。然后籽晶長(zhǎng)大,得到一個(gè)180nm厚、透明的金剛石晶體表層。
該團(tuán)隊(duì)完善了一種從襯底分離金剛石薄膜的新技術(shù)。在金剛石薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程中,這些材料以不同的速率膨脹產(chǎn)生應(yīng)力,該應(yīng)力將一層材料與另一層材料分離開來(lái)。“通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臈l件,可以讓應(yīng)力足以使180 nm 厚的金剛石薄膜從石英表面脫落,形成無(wú)數(shù)的薄片。”seshan和他的合作伙伴說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)使用光學(xué)顯微鏡來(lái)確認(rèn)金剛石薄片,然后用一層粘性薄膜將他們剝離,就像用透明膠帶獲取石墨片一樣。將粘性薄膜定位在裝置如電子電路上,然后壓入到合適的位置。再慢慢從金剛石納米片上剝離出粘性薄膜,這一過(guò)程需要10分鐘。
Seshan和他的合作伙伴通過(guò)生產(chǎn)大量金剛石薄膜器件來(lái)測(cè)試他們的技術(shù)。這些器件包括鼓狀諧振器,電子電路,甚至把金剛石片放置在其他材料片上面,來(lái)證明用材料交替層創(chuàng)造出全新的材料是相當(dāng)有可能的。
新技術(shù)使得該團(tuán)隊(duì)可以很容易地描述納米金剛石薄膜在一系列新情況下的特征。同時(shí)也為納米金剛石薄膜在其他方面的廣泛應(yīng)用開辟了道路。
當(dāng)然,有一點(diǎn)要事先聲明。確定并定位納米片是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。所以這項(xiàng)技術(shù)不能應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)金剛石薄片的設(shè)備上。因而在大規(guī)模自動(dòng)定位和并行化技術(shù)上,還有很長(zhǎng)的一段路要走。
但隨著機(jī)器可視技術(shù)的迅速發(fā)展,在不久的將來(lái)它可能會(huì)打破這一局限。只是這項(xiàng)制造技術(shù)的大規(guī)模并行化還需更多的研究。
這項(xiàng)技術(shù)的潛力是顯而易見的,它能夠帶來(lái)一種新的技術(shù)來(lái)補(bǔ)充完善我們目前正在經(jīng)歷的硅時(shí)代和石墨烯時(shí)代。換句話說(shuō),我們可以開始期待“金剛石”時(shí)代的到來(lái)。
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