Ime funktsionaalsete materjalide valdkonnas
Nagu ateemantRakendus hõlmab laia valikut tehnoloogiaid ja on väga keeruline. Selle suhteliselt lühikese aja jooksul elluviimiseks on vaja teha koostööd erinevates valdkondades. Tulevikus on vaja pidevalt arendada ja täiustada CVD-teemantide kasvutehnoloogiat ning uurida selle rakendusvõimalusi.CVD-teemantkile akustikas, optikas ja elektris. Sellest saab 21. sajandil uus materjal kõrgtehnoloogiliseks arenguks. CVD-d saab kasutada nii insenermaterjalide kui ka funktsionaalsete materjalide puhul. Järgnev on vaid sissejuhatus selle funktsionaalsetesse rakendustesse.
Mis on funktsionaalne materjal? Funktsionaalsete materjalide all mõeldakse mitmesuguseid materjale, millel on füüsikalised ja keemilised funktsioonid, näiteks valgus, elekter, magnetism, heli ja soojus, mida kasutatakse tööstuses ja tehnoloogias, sealhulgas elektrilised funktsionaalsed materjalid, magnetilised funktsionaalsed materjalid, optilised funktsionaalsed materjalid, ülijuhtivad materjalid, biomeditsiinilised materjalid, funktsionaalsed membraanid jne.
Mis on funktsionaalne membraan? Millised on selle omadused? Funktsionaalne membraan on õhuke kilematerjal, millel on füüsikalised omadused nagu valgus, magnetism, elektriline filtreerimine, adsorptsioon ja keemilised omadused, nagu katalüüs ja reaktsioon.
Õhukeste kilematerjalide omadused: Õhukesed kilematerjalid on tüüpilised kahemõõtmelised materjalid, see tähendab, et nad on kahes skaalas suured ja kolmandas skaalas väikesed. Võrreldes tavaliselt kasutatavate kolmemõõtmeliste puistematerjalidega on neil palju omadusi nii jõudluse kui ka struktuuri osas. Suurim omadus on see, et funktsionaalsete kilede mõningaid omadusi saab saavutada spetsiaalsete õhukese kile ettevalmistamise meetodite abil valmistamise ajal. Seetõttu on õhukese kile funktsionaalsed materjalid muutunud kuumaks tähelepanu ja uurimistöö teemaks.
Nagu akahemõõtmeline materjal, õhukeste kilematerjalide kõige olulisem omadus on nn suurusomadus, mida saab kasutada erinevate komponentide miniaturiseerimiseks ja integreerimiseks. Paljud õhukeste kilematerjalide kasutusalad põhinevad sellel punktil, millest kõige tüüpilisem on kasutamine integraallülitustes ja arvuti salvestuskomponentide salvestustiheduse suurendamiseks.
Väikese suuruse tõttu on õhukese kilematerjali pinna ja liidese suhteline osakaal suhteliselt suur ning pinna omadused on äärmiselt silmapaistvad. Pinna liidesega on seotud mitmeid füüsikalisi efekte:
(1) Valguse interferentsiefekti põhjustatud selektiivne läbilaskvus ja peegeldus;
(2) Elektronide ja pinna kokkupõrkest tingitud mitteelastne hajumine põhjustab muutusi juhtivuses, Halli koefitsiendis, voolu magnetvälja efektis jne;
(3) Kuna kile paksus on palju väiksem kui elektronide keskmine vaba tee pikkus ja lähedane elektronide Drobyi lainepikkusele, siis kile kahe pinna vahel edasi-tagasi liikuvad elektronid interfereeruvad ning pinna vertikaalse liikumisega seotud energia omandab diskreetseid väärtusi, mis mõjutavad elektronide transporti;
(4) Pinnal katkevad aatomid perioodiliselt ning pinnaenergia tase ja tekitatud pinnaseisundite arv on samas suurusjärgus kui pinnaaatomite arv, millel on suur mõju väheste laengukandjatega materjalidele, näiteks pooljuhtidele;
(5) Pinna magnetiliste aatomite naaberaatomite arv väheneb, põhjustades pinna aatomite magnetilise momendi suurenemise;
(6) Õhukeste kilematerjalide anisotroopia jne.
Kuna õhukeste kilematerjalide toimivust mõjutab valmistusprotsess, on enamik neist valmistusprotsessi ajal mittetasakaalulises olekus. Seetõttu saab õhukeste kilematerjalide koostist ja struktuuri muuta laias vahemikus, ilma et tasakaaluolek seda piiraks. Seega saavad inimesed valmistada paljusid materjale, mida on raske saavutada lahtiste materjalidega, ja saada uusi omadusi. See on õhukeste kilematerjalide oluline omadus ja oluline põhjus, miks õhukesed kilematerjalid inimeste tähelepanu köidavad. Olenemata sellest, kas kasutatakse keemilisi või füüsikalisi meetodeid, on võimalik saada disainitud õhuke kile.