Järgmise põlvkonna jõuallikate teemantpindadele veeauru lõõmutusviis

2016, 2017 Suzuki Swift Sai 1.25 liter K series petrol engine (Juuli 2019).

Anonim

Teemantreid kuvatakse sageli peenest ehteid. Kuid see kindel süsiniku vorm on tuntud ka selle suurepäraste füüsikaliste ja elektrooniliste omaduste poolest. Jaapanis on Kanuozavase ülikooli loodusteaduste ja tehnoloogia magistriõppes asuvate teadlaste ja Riko Yoshida juhitud tsentraalse tsentrifuugimisega tegeleva AISTi teadlaste koostöö vee auru lõõmutamiseks, et moodustada hüdroksüüliga lõimitud teemantpinnad, mis on aatomiliselt tasased.

Teemantel on palju omadusi, mis muudavad selle atraktiivseks elektroonikaseadmetes kasutamiseks. Kuid teemandil on defektid, mida on võimalik täheldada aatomi tasandil, mis tekitavad ainulaadseid pinnaomadusi, mis mõjutavad seda, kuidas neid seadmeid rakendada.

Pinnakõne lõpetamine, kasutades hapnikku või vesinikku, stabiliseerib teemantide struktuuri. Vesinikperekondatud (H-terminaalsed) teemantpinnad sisaldavad kahemõõtmelisi augu gaasi kihte (2DHG), mis võimaldavad kõrge temperatuuri ja kõrgepinge töötamist. Hapnikku lõpus valmistatud teemantpinnad moodustuvad H-terminaalsete pindade pinnal oksüdeerumisega, mis eemaldab süsiniku-vesiniku (CH) sidemed ja 2DHG, "kuid see roughens teemantpinda ja põhjustab seadmete jõudluse halvenemist, " ütleb Norio Tokuda Kanazawa Ülikool.

Selle saavutamiseks rakendasid teadlased veeauru anniilimist. Nad algasid (1 1 1) orienteeritud kõrge rõhu, kõrge temperatuuriga sünteetiliste monokristalliliste teemantide Ib ja IIa substraatidega. Homo-epitaksiaalsed teemantkiled kasvatati Ib substraatide kaudu mikrolainete plasma aurufaasis (MPCVD). Et saavutada aatomiliselt tasane H-terminaalne pind, töödeldi teemantproovid MPCVD-kambris H-plasmaga. Hüdroksiidiga lõppevate pindade moodustamiseks töödeldi H-terminaalsete teemandiproovide abil veeauru anniilimist. Lõõmutamisprotseduur toimus ultrapuhka veega läbipuhutud lämmastiku atmosfääris elektriahjus olevas kvartstorus.

Tulemused näitasid, et CH ahelad jäid teemantpinnale veeauru lõõmutamisel alla 400 ° C; seetõttu tuvastati 2DHG. "Kuid veeauru anniilimine üle 500 ° C eemaldas teemantpinnast CH-sidemed, " selgitab Yoshida, "mis näitab 2DHG kadumist."

Seega näitavad tulemused, et veeauru anniilimine võib eemaldada 2DHG, säilitades samas (1 1 1) orienteeritud teemantpindade pinna morfoloogia. "Võrreldes tavapäraste tehnikatega 2DHG eemaldamiseks, nagu niiske keemiline oksüdatsioon, " ütleb Tokuda, "veeauru anniilimine pakub eelist säilitada aatomiiliselt tasane pind."

menu
menu