Tehnika žarenja vodene pare na dijamantnim površinama za nove elektroenergetske uređaje

The Choice is Ours (2016) Official Full Version (Srpanj 2019).

Anonim

Dijamanti se često prikazuju u izuzetnom nakitu. Ali ovaj čvrsti oblik ugljika također je poznat po svojim izvanrednim fizičkim i elektronskim svojstvima. U Japanu, suradnja istraživača na Sveučilištu u Kanazawa na Prirodoslovno-tehnološkoj tehnologiji i AIST u Tsukuba, predvođenoj Ryo Yoshidom, koristila je žarenje vodene pare kako bi nastala hidroksilna završna dijamantna površina koja su atomski ravna.

Diamond ima mnoge karakteristike koje ga čine atraktivnim za primjenu u elektroničkim uređajima. Međutim, dijamant sadrži nedostatke koji se mogu primijetiti na atomskoj razini koji stvaraju jedinstvena svojstva površine koja utječu na njegovu primjenu u takvim uređajima.

Prekidanje površine pomoću kisika ili vodika stabilizira dijamantnu strukturu. Dijamantne površine završene vodikom (H-završetkom) sadrže dvodimenzionalne slojeve plinskih rupa (2DHG) koji omogućuju rad visoke temperature i visokog napona. Dijamantne površine završene s kisikom nastaju površinskom oksidacijom H-završenih površina koje uklanjaju ugljik-vodik (CH) i 2DHG ", ali to hrapava dijamantna površina i dovodi do degradacije performansi uređaja", kaže Norio Tokuda iz Sveučilište Kanazawa.

Kako bi to prevladali, istraživači su primijenili žarenje vodene pare. Počeli su s (1 1 1) -orientiranim visokotlačnim sintetičkim jednolučnim dijamantnim Ib i IIa supstratima visoke temperature. Homoepitaxialni dijamantni filmovi uzgojeni su na Ib supstratima putem mikrovalne taložine kemijske pare plazme (MPCVD). Da bi se dobile atomski ravne H-završene površine, dijamantni uzorci bili su izloženi H-plazmi u MPCVD komori. Da bi se formirale površine završene s hidroksilom, H-završeni dijamantni uzorci podvrgnuti su žarenju vodene pare. Postupak žarenja dogodio se u atmosferi dušika koji je propušten kroz ultraprijetnu vodu u kvarcnoj epruveti u električnoj peći.

Rezultati su pokazali da su CH veze ostale na dijamantnoj površini tijekom akumulacije vodene pare ispod 400 ° C; stoga je otkriven 2DHG. "Međutim, žarenje vodene pare iznad 500 ° C uklonjeno je CH veze s dijamantne površine", objašnjava Yoshida, "što ukazuje na nestanak 2DHG".

Prema tome, rezultati ukazuju na to da akumulacija vodene pare može ukloniti 2DHG uz održavanje površinske morfologije dijamantnih površina (1 1 1). "U usporedbi s konvencionalnim tehnikama za uklanjanje 2DHG, kao što je vlažna kemijska oksidacija", kaže Tokuda, "žarenje vodene pare nudi prednost održavanja atomski ravne površine".

menu
menu