Technika žíhání vodních par na diamantových površích pro napájecí přístroje nové generace

Indukční ohřev s automatickým laděním rezonance by CYBERTRONIC (Smět 2019).

Anonim

Diamanty jsou často zobrazeny v nádherných špercích. Ale tato pevná forma uhlíku je také známá svými vynikajícími fyzickými a elektronickými vlastnostmi. V Japonsku spolupracovala spolupráce mezi výzkumníky na Univerzitě pro přírodní vědy a technologie v Kanazawské univerzitě a AIST v Tsukubě vedená Ryo Yoshidou, která používala žíhání vodní páry k vytvoření diamantových povrchů s hydroxylovými konci, které jsou atomově ploché.

Diamant má mnoho vlastností, které z něj činí atraktivní pro použití v elektronických zařízeních. Diamant však obsahuje defekty, které jsou pozorovatelné na úrovni atomů, které vytvářejí jedinečné vlastnosti povrchu, které ovlivňují jeho použití v takových zařízeních.

Povrchové ukončení pomocí kyslíku nebo vodíku stabilizuje diamantovou strukturu. Diamantové povrchy zakončené vodíkem (H-zakončené) obsahují dvourozměrné vrstvy vrtů (2DHG), které umožňují vysokoteplotní a vysokonapěťový provoz. Diamantové povrchy zakončené kyslíkem jsou tvořeny povrchovou oxidací H-zakončených povrchů, které odstraňují vazby uhlík-vodík (CH) a 2DHG, "ale to dráždí povrch diamantu a vede k degradaci výkonu zařízení, " říká Norio Tokuda z Kanazawa University.

Abychom toho překonali, výzkumníci použili žíhání vodních par. Začali s (1 1 1) orientovanými vysokotlakovými, vysokoteplotními syntetickými monokrystalickými diamanty Ib a IIa. Homoepitaxiální diamantové filmy byly pěstovány na substrátech Ib mikrovlnnou plasmovou chemickou parní depozicí (MPCVD). Pro získání atomově plochých povrchů zakončených H, byly diamantové vzorky vystaveny H-plazmě v komoře MPCVD. K vytvoření povrchů zakončených hydroxylovými skupinami byly vzorky diamantu zakončené H ukončeny žíháním vodní párou. Žíhání probíhalo pod atmosférou dusíku probublávanou ultračistou vodou v křemenné trubici v elektrické peci.

Výsledky ukázaly, že vazby CH zůstaly na povrchu diamantu během žíhání vodní páry pod 400 ° C; proto byla zjištěna 2DHG. "Nicméně, žíhání vodní páry nad 500 ° C odstranilo CH vazby z povrchu diamantu, " vysvětluje Yoshida, "což naznačuje zmizení 2DHG."

Výsledky tak naznačují, že žíhání vodní páry může odstranit 2DHG při zachování povrchové morfologie (1 1 1) orientovaných diamantových povrchů. "Ve srovnání s konvenčními technikami k odstranění 2DHG, jako je chemická oxidace za mokra, " říká Tokuda, "žíhání vodních par nabízí výhodu zachování atomového povrchu."

menu
menu