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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，我們可以通過一個簡單的方法來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，這與其他微器件如硅芯片制造方法不兼容。
所以一個有用的途徑，就是想辦法使金剛石薄膜在一個地方生長，然后再轉(zhuǎn)移到另一個地方，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和幾個同伴說，他們改進(jìn)了一種方法，即在石英襯底上生長金剛石薄膜，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。然后籽晶長大，得到一個180nm厚、透明的金剛石晶體表層。
該團(tuán)隊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過程中，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。“通過選擇適當(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，形成無數(shù)的薄片。”seshan和他的合作伙伴說。
該團(tuán)隊使用光學(xué)顯微鏡來確認(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，這一過程需要10分鐘。
Seshan和他的合作伙伴通過生產(chǎn)大量金剛石薄膜器件來測試他們的技術(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耗時的過程。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)模自動定位和并行化技術(shù)上，還有很長的一段路要走。
但隨著機(jī)器可視技術(shù)的迅速發(fā)展，在不久的將來它可能會打破這一局限。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，它能夠帶來一種新的技術(shù)來補(bǔ)充完善我們目前正在經(jīng)歷的硅時代和石墨烯時代。換句話說，我們可以開始期待“金剛石”時代的到來。
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