Cud w dziedzinie materiałów funkcjonalnych
JakodiamentW praktyce, obejmuje szeroki zakres technologii i jest bardzo trudny. Wymaga współpracy badawczej w różnych dziedzinach, aby zrealizować go w stosunkowo krótkim czasie. W przyszłości konieczne jest ciągłe rozwijanie i udoskonalanie technologii osadzania diamentów metodą CVD oraz badanie możliwości jej zastosowania.Diament CVDFilm w akustyce, optyce i elektryce. Stanie się nowym materiałem dla rozwoju zaawansowanych technologii w XXI wieku. Zastosowanie CVD można wykorzystać zarówno w materiałach inżynieryjnych, jak i funkcjonalnych. Poniższy tekst stanowi jedynie wprowadzenie do jego zastosowań funkcjonalnych.
Czym jest materiał funkcjonalny? Materiały funkcjonalne to różnorodne materiały o funkcjach fizycznych i chemicznych, takich jak światło, elektryczność, magnetyzm, dźwięk i ciepło, wykorzystywane w przemyśle i technologii, w tym materiały o funkcjach elektrycznych, magnetycznych, optycznych, nadprzewodzących, biomedycznych, membranach funkcjonalnych itp.
Czym jest membrana funkcjonalna? Jakie są jej cechy? Membrana funkcjonalna to cienki materiał filmowy o właściwościach fizycznych, takich jak światło, magnetyzm, filtracja elektryczna, adsorpcja, oraz chemicznych, takich jak kataliza i reakcja.
Charakterystyka materiałów cienkowarstwowych: Materiały cienkowarstwowe to typowe materiały dwuwymiarowe, co oznacza, że są duże w dwóch skalach i małe w trzeciej. W porównaniu z powszechnie stosowanymi trójwymiarowymi materiałami masowymi, charakteryzują się wieloma właściwościami pod względem wydajności i struktury. Ich największą zaletą jest to, że niektóre właściwości folii funkcjonalnych można uzyskać dzięki specjalnym metodom ich wytwarzania. Właśnie dlatego materiały cienkowarstwowe stały się przedmiotem zainteresowania i badań.
Jakomateriał dwuwymiarowyNajważniejszą cechą materiałów cienkowarstwowych jest tzw. rozmiar, który można wykorzystać do miniaturyzacji i integracji różnych komponentów. Wiele zastosowań materiałów cienkowarstwowych opiera się na tym założeniu, z których najbardziej typowe to wykorzystanie w układach scalonych oraz zwiększenie gęstości zapisu w komputerowych komponentach pamięci masowej.
Ze względu na niewielki rozmiar, względny stosunek powierzchni do powierzchni międzyfazowej w materiale cienkowarstwowym jest stosunkowo duży, a właściwości powierzchni są niezwykle widoczne. Z powierzchnią międzyfazową wiąże się szereg efektów fizycznych:
(1) Selektywna transmisja i odbicie spowodowane efektem interferencji światła;
(2) Rozpraszanie nieelastyczne spowodowane zderzeniem elektronów z powierzchnią powoduje zmiany przewodnictwa, współczynnika Halla, wpływu pola magnetycznego prądu itp.;
(3) Ponieważ grubość filmu jest znacznie mniejsza niż średnia droga swobodna elektronów i jest bliska długości fali Drobyiego elektronów, elektrony poruszające się tam i z powrotem między dwiema powierzchniami filmu będą interferować, a energia związana z pionowym ruchem powierzchni przyjmie wartości dyskretne, co wpłynie na transport elektronów;
(4) Na powierzchni atomy są okresowo przerywane, a poziom energii powierzchniowej i liczba generowanych stanów powierzchniowych są tego samego rzędu wielkości co liczba atomów powierzchniowych, co będzie miało duży wpływ na materiały z niewielką liczbą nośników, takie jak półprzewodniki;
(5) Liczba sąsiadujących atomów atomów magnetycznych powierzchniowych maleje, powodując wzrost momentu magnetycznego atomów powierzchniowych;
(6) Anizotropia materiałów cienkowarstwowych itp.
Ponieważ właściwości materiałów cienkowarstwowych zależą od procesu ich wytwarzania, większość z nich znajduje się w stanie nierównowagowym. Dzięki temu skład i struktura materiałów cienkowarstwowych mogą być zmieniane w szerokim zakresie bez ograniczeń wynikających ze stanu równowagi. Dzięki temu można uzyskać wiele materiałów, które trudno uzyskać w przypadku materiałów masowych, i uzyskać nowe właściwości. Jest to ważna cecha materiałów cienkowarstwowych i ważny powód, dla którego przyciągają one uwagę. Niezależnie od tego, czy stosuje się metody chemiczne, czy fizyczne, można uzyskać zaprojektowane cienkie warstwy.