Een wonder op het gebied van functionele materialen
Als eendiamantToepassing vereist een breed scala aan technologieën en is zeer moeilijk. Het vereist coöperatief onderzoek op verschillende gebieden om in relatief korte tijd te worden gerealiseerd. In de toekomst is het noodzakelijk om CVD-diamantgroeitechnologie continu te ontwikkelen en te verbeteren en de toepassing ervan te verkennen.CVD-diamantFilm in akoestiek, optica en elektriciteit. Het zal een nieuw materiaal worden voor hightechontwikkeling in de 21e eeuw. CVD kan worden toegepast voor zowel technische als functionele materialen. Hieronder volgt slechts een inleiding tot de functionele toepassingen ervan.
Wat is een functioneel materiaal? Functionele materialen verwijzen naar diverse materialen met fysische en chemische functies zoals licht, elektriciteit, magnetisme, geluid en warmte, die worden gebruikt in de industrie en technologie. Denk hierbij aan elektrische, magnetische, optische, supergeleidende, biomedische en functionele materialen.
Wat is een functioneel membraan? Wat zijn de kenmerken ervan? Een functioneel membraan verwijst naar een dunne film van materiaal met fysische eigenschappen zoals licht, magnetisme, elektrische filtratie, adsorptie en chemische eigenschappen zoals katalyse en reactie.
Kenmerken van dunnefilmmaterialen: Dunnefilmmaterialen zijn typisch tweedimensionale materialen, dat wil zeggen dat ze groot zijn op twee schalen en klein op de derde schaal. Vergeleken met veelgebruikte driedimensionale bulkmaterialen, hebben ze veel kenmerken qua prestaties en structuur. Het belangrijkste kenmerk is dat sommige eigenschappen van functionele films kunnen worden bereikt door speciale dunnefilmvoorbereidingsmethoden tijdens de bereiding. Daarom zijn dunnefilmfunctionele materialen een hot topic geworden in de belangstelling en het onderzoek.
Als eentweedimensionaal materiaalDe belangrijkste eigenschap van dunnefilmmaterialen is de zogenaamde grootte-eigenschap, die kan worden gebruikt om verschillende componenten te miniaturiseren en te integreren. Veel toepassingen van dunnefilmmaterialen zijn gebaseerd op dit aspect. De meest voorkomende toepassing is in geïntegreerde schakelingen en om de opslagdichtheid van computercomponenten te verhogen.
Door de kleine afmetingen is de relatieve verhouding tussen oppervlak en grensvlak in het dunnefilmmateriaal relatief groot, en zijn de eigenschappen van het oppervlak zeer prominent. Er zijn een aantal fysische effecten gerelateerd aan het grensvlak:
(1) Selectieve transmissie en reflectie veroorzaakt door het lichtinterferentie-effect;
(2) Inelastische verstrooiing, veroorzaakt door de botsing tussen elektronen en het oppervlak, veroorzaakt veranderingen in de geleidbaarheid, de Hall-coëfficiënt, het effect van het huidige magnetische veld, enz.;
(3) Omdat de filmdikte veel kleiner is dan de gemiddelde vrije weglengte van elektronen en dicht bij de Drobyi-golflengte van elektronen ligt, zullen de elektronen die heen en weer bewegen tussen de twee oppervlakken van de film interfereren, en zal de energie die verband houdt met de verticale beweging van het oppervlak discrete waarden aannemen, die het elektronentransport zullen beïnvloeden;
(4) Op het oppervlak worden atomen periodiek onderbroken, en het oppervlakte-energieniveau en het aantal gegenereerde oppervlaktetoestanden zijn van dezelfde orde van grootte als het aantal oppervlakteatomen, wat een grote impact zal hebben op materialen met weinig dragers zoals halfgeleiders;
(5) Het aantal aangrenzende atomen van de oppervlaktemagnetische atomen neemt af, waardoor het magnetische moment van de oppervlakteatomen toeneemt;
(6) Anisotropie van dunnefilmmaterialen, enz.
Omdat de prestaties van dunnefilmmaterialen worden beïnvloed door het bereidingsproces, bevinden de meeste zich tijdens het bereidingsproces in een niet-evenwichtstoestand. De samenstelling en structuur van dunnefilmmaterialen kunnen daardoor in grote mate worden gewijzigd zonder dat ze worden beperkt door de evenwichtstoestand. Hierdoor kunnen veel materialen die moeilijk te verkrijgen zijn met bulkmaterialen, worden bereid en nieuwe eigenschappen verkrijgen. Dit is een belangrijk kenmerk van dunnefilmmaterialen en een belangrijke reden waarom dunnefilmmaterialen de aandacht trekken. Of er nu chemische of fysische methoden worden gebruikt, de ontworpen dunne film kan worden verkregen.