O minune în domeniul materialelor funcționale
Ca undiamantaplicare, implică o gamă largă de tehnologii și este foarte dificilă. Necesită cercetare cooperativă în diverse domenii pentru a fi realizată într-o perioadă relativ scurtă de timp. În viitor, este necesar să se dezvolte și să se îmbunătățească continuu tehnologia de creștere a diamantelor prin CVD și să se exploreze aplicarea acesteia.Diamant CVDpeliculă în acustică, optică și electricitate. Va deveni un material nou pentru dezvoltarea high-tech în secolul XXI. Aplicarea CVD poate fi utilizată atât pentru materiale inginerești, cât și pentru materiale funcționale. Următoarele sunt doar o introducere în aplicațiile sale funcționale.
Ce este un material funcțional? Materialele funcționale se referă la diverse materiale cu funcții fizice și chimice, cum ar fi lumina, electricitatea, magnetismul, sunetul și căldura, utilizate în industrie și tehnologie, inclusiv materiale funcționale electrice, materiale funcționale magnetice, materiale funcționale optice, materiale supraconductoare, materiale biomedicale, membrane funcționale etc.
Ce este o membrană funcțională? Care sunt caracteristicile sale? Membrana funcțională se referă la un material subțire subțire cu proprietăți fizice precum lumina, magnetismul, filtrarea electrică, adsorbția și proprietăți chimice precum cataliza și reacția.
Caracteristicile materialelor cu peliculă subțire: Materialele cu peliculă subțire sunt materiale bidimensionale tipice, adică sunt mari pe două scale și mici pe a treia scală. Comparativ cu materialele tridimensionale în vrac utilizate în mod obișnuit, acestea au multe caracteristici de performanță și structură. Cea mai importantă caracteristică este că unele proprietăți ale peliculelor funcționale pot fi obținute prin metode speciale de preparare a peliculelor subțiri în timpul preparării. Acesta este motivul pentru care materialele funcționale cu peliculă subțire au devenit un subiect fierbinte de atenție și cercetare.
Ca unmaterial bidimensional, cea mai importantă caracteristică a materialelor subțiri este așa-numita caracteristică de dimensiune, care poate fi utilizată pentru miniaturizarea și integrarea diverselor componente. Multe utilizări ale materialelor subțiri se bazează pe acest punct, cea mai tipică fiind utilizată în circuitele integrate și pentru creșterea densității de stocare a componentelor de stocare a computerelor.
Datorită dimensiunilor reduse, proporția relativă dintre suprafață și interfață în materialul peliculei subțiri este relativ mare, iar proprietățile prezentate de suprafață sunt extrem de proeminente. Există o serie de efecte fizice legate de interfața de suprafață:
(1) Transmisie și reflexie selectivă cauzate de efectul de interferență a luminii;
(2) Împrăștierea inelastică cauzată de coliziunea dintre electroni și suprafață provoacă modificări ale conductivității, coeficientului Hall, efectului câmpului magnetic de curent etc.;
(3) Deoarece grosimea peliculei este mult mai mică decât drumul liber mediu al electronilor și este apropiată de lungimea de undă Drobyi a electronilor, electronii care se mișcă înainte și înapoi între cele două suprafețe ale peliculei vor interfera, iar energia legată de mișcarea verticală a suprafeței va lua valori discrete, ceea ce va afecta transportul de electroni;
(4) La suprafață, atomii sunt întrerupți periodic, iar nivelul energiei de suprafață și numărul de stări de suprafață generate sunt de același ordin de mărime cu numărul de atomi de suprafață, ceea ce va avea un impact mare asupra materialelor cu puțini purtători, cum ar fi semiconductorii;
(5) Numărul atomilor vecini ai atomilor magnetici de suprafață scade, determinând creșterea momentului magnetic al atomilor de suprafață;
(6) Anizotropia materialelor cu peliculă subțire etc.
Întrucât performanța materialelor subțiri este afectată de procesul de preparare, majoritatea acestora se află într-o stare de dezechilibru în timpul procesului de preparare. Prin urmare, compoziția și structura materialelor subțiri pot fi modificate într-un interval larg, fără a fi restricționate de starea de echilibru. Prin urmare, oamenii pot prepara multe materiale care sunt dificil de obținut cu materiale vrac și pot obține proprietăți noi. Aceasta este o caracteristică importantă a materialelor subțiri și un motiv important pentru care materialele subțiri atrag atenția oamenilor. Indiferent dacă se utilizează metode chimice sau fizice, se poate obține pelicula subțire proiectată.