E Wonner am Beräich vun de funktionelle Materialien
Als eDiamantUwendung, et ëmfaasst eng breet Palette vun Technologien an ass ganz schwéier. Et erfuerdert kooperativ Fuerschung a verschiddene Beräicher fir an enger relativ kuerzer Zäit ëmzesetzen. An Zukunft ass et néideg d'CVD Diamant Wuesstechnologie kontinuéierlech z'entwéckelen an ze verbesseren an d'Uwendung vun z'ënnersichenCVD-DiamantFilm an der Akustik, Optik an Elektrizitéit. Et wäert am 21. Joerhonnert zu engem neie Material fir High-Tech-Entwécklung ginn. D'Uwendung vu CVD kann souwuel fir Ingenieursmaterialien ewéi och fir funktionell Materialien agesat ginn. Déi folgend ass nëmmen eng Aféierung an seng funktionell Uwendungen.
Wat ass e funktionellt Material? Funktionell Materialien bezéie sech op verschidde Materialien mat physikaleschen a chemesche Funktiounen, wéi Liicht, Elektrizitéit, Magnetismus, Schall an Hëtzt, déi an der Industrie an Technologie benotzt ginn, dorënner elektresch funktionell Materialien, magnetesch funktionell Materialien, optesch funktionell Materialien, supraleitend Materialien, biomedizinesch Materialien, funktionell Membranen, etc.
Wat ass eng funktionell Membran? Wat sinn hir Charakteristiken? Eng funktionell Membran bezitt sech op e dënnfilmmaterial mat physikalesche Eegeschafte wéi Liicht, Magnetismus, elektresch Filtratioun, Adsorptioun a chemesche Eegeschafte wéi Katalyse a Reaktioun.
Charakteristike vun Dënnschichtmaterialien: Dënnschichtmaterialien si typesch zweedimensional Materialien, dat heescht, si si grouss op zwou Skalen a kleng op der drëtter Skala. Am Verglach mat übleche dräidimensionale Bulkmaterialien huet et vill Charakteristiken a punkto Leeschtung a Struktur. Déi gréisst Besonderheet ass, datt verschidde Eegeschafte vu funktionelle Folien duerch speziell Dënnschichtvirbereedungsmethoden während der Virbereedung erreecht kënne ginn. Dofir si funktionell Dënnschichtmaterialien zu engem waarme Thema vun Opmierksamkeet a Fuerschung ginn.
Als ezweedimensionalt Material, déi wichtegst Eegeschaft vun Dënnschichtmaterialien ass déi sougenannt Gréissteegeschaft, déi benotzt ka ginn fir verschidde Komponenten ze miniaturiséieren an z'integréieren. Vill Uwendungen vun Dënnschichtmaterialien baséieren op dësem Punkt, déi typeschst dovun ass d'Benotzung an integréierte Schaltungen an fir d'Späicherdicht vu Computerspeicherkomponenten ze erhéijen.
Wéinst der klenger Gréisst ass de relative Verhältnis vun der Uewerfläch an der Grenzfläch am Dënnschichtmaterial relativ grouss, an d'Eegeschafte vun der Uewerfläch si ganz prominent. Et gëtt eng Rei vu physikaleschen Effekter am Zesummenhang mat der Uewerflächengrenzfläch:
(1) Selektiv Transmissioun a Reflexioun, verursaacht duerch den Effekt vun der Liichtinterferenz;
(2) Inelastesch Streuung, déi duerch d'Kollisioun tëscht Elektronen an der Uewerfläch verursaacht gëtt, verursaacht Ännerungen an der Konduktivitéit, dem Hall-Koeffizient, dem Stroum-Magnéitfeldeffekt, etc.;
(3) Well d'Filmedicke vill méi kleng ass wéi de mëttleren fräie Wee vun den Elektronen a no bei der Drobyi-Wellenlängt vun den Elektronen läit, stéieren d'Elektronen, déi sech tëscht den zwou Uewerfläche vum Film hin an hier beweegen, an d'Energie, déi mat der vertikaler Bewegung vun der Uewerfläch zesummenhänkt, wäert diskret Wäerter unhuelen, wat den Elektronentransport beaflosse wäert;
(4) Op der Uewerfläch ginn d'Atomer periodesch ënnerbrach, an den Uewerflächenenergieniveau an d'Zuel vun den generéierten Uewerflächenzoustänn sinn vun der selwechter Gréisstenuerdnung wéi d'Zuel vun den Uewerflächenatome, wat e groussen Impakt op Materialien mat wéinege Ladungsträger wéi Hallefleeder wäert hunn;
(5) D'Zuel vun den Nopeschatome vun den Uewerflächenmagnetatome hëlt of, wouduerch de magnetesche Moment vun den Uewerflächenatome eropgeet;
(6) Anisotropie vun Dënnschichtmaterialien, etc.
Well d'Leeschtung vun Dënnschichtmaterialien duerch de Virbereedungsprozess beaflosst gëtt, sinn déi meescht vun hinnen während dem Virbereedungsprozess an engem Net-Gläichgewiichtszoustand. Dofir kann d'Zesummesetzung an d'Struktur vun Dënnschichtmaterialien a groussem Beräich geännert ginn, ouni vum Gläichgewiichtszoustand limitéiert ze sinn. Dofir kënnen d'Leit vill Materialien virbereeden, déi mat Bulkmaterialien schwéier z'erreechen sinn, an nei Eegeschafte kréien. Dëst ass eng wichteg Eegeschaft vun Dënnschichtmaterialien an e wichtege Grond, firwat Dënnschichtmaterialien d'Opmierksamkeet vun de Leit op sech zéien. Egal ob chemesch oder physikalesch Methoden benotzt ginn, den entworfenen Dënnschicht kann erreecht ginn.