Brīnums funkcionālo materiālu jomā
Kādimantspielietojums ietver plašu tehnoloģiju klāstu un ir ļoti sarežģīts. Lai to īstenotu relatīvi īsā laikā, ir nepieciešama kopīga pētniecība dažādās jomās. Nākotnē ir nepieciešams nepārtraukti attīstīt un uzlabot CVD dimantu audzēšanas tehnoloģiju un izpētīt tās pielietojumu.CVD dimantsplēve akustikā, optikā un elektrībā. Tā kļūs par jaunu materiālu augsto tehnoloģiju attīstībai 21. gadsimtā. CVD pielietojumu var izmantot gan inženiertehniskiem materiāliem, gan funkcionāliem materiāliem. Turpmāk sniegts tikai ievads tās funkcionālajos pielietojumos.
Kas ir funkcionāls materiāls? Funkcionālie materiāli ir dažādi materiāli ar fizikālām un ķīmiskām funkcijām, piemēram, gaismu, elektrību, magnētismu, skaņu un siltumu, ko izmanto rūpniecībā un tehnoloģijās, tostarp elektriskie funkcionālie materiāli, magnētiskie funkcionālie materiāli, optiskie funkcionālie materiāli, supravadoši materiāli, biomedicīniskie materiāli, funkcionālās membrānas utt.
Kas ir funkcionālā membrāna? Kādas ir tās īpašības? Funkcionālā membrāna ir plāns plēves materiāls ar fizikālām īpašībām, piemēram, gaismu, magnētismu, elektrisko filtrāciju, adsorbciju, un ķīmiskām īpašībām, piemēram, katalīzi un reakciju.
Plāno plēves materiālu raksturojums: Plāno plēves materiāli ir tipiski divdimensiju materiāli, tas ir, tie ir lieli divos mērogos un mazi trešajā mērogā. Salīdzinot ar parasti izmantotajiem trīsdimensiju masas materiāliem, tiem ir daudz īpašību un struktūras. Lielākā iezīme ir tā, ka dažas funkcionālo plēvju īpašības var panākt, izmantojot īpašas plāno plēves sagatavošanas metodes sagatavošanas laikā. Tāpēc plāno plēves funkcionālie materiāli ir kļuvuši par karstu uzmanības un pētījumu tematu.
Kādivdimensiju materiāls, plāno kārtiņu materiālu vissvarīgākā īpašība ir tā sauktā izmēra īpašība, ko var izmantot dažādu komponentu miniaturizēšanai un integrēšanai. Daudzi plāno kārtiņu materiālu pielietojumi balstās uz šo punktu, no kuriem tipiskākie ir izmantošana integrētajās shēmās un datoru atmiņas komponentu uzglabāšanas blīvuma palielināšanai.
Mazā izmēra dēļ plānās plēves materiāla virsmas un saskarnes relatīvā proporcija ir relatīvi liela, un virsmas īpašības ir ārkārtīgi izteiktas. Ar virsmas saskarni ir saistīta virkne fizikālu efektu:
(1) Selektīva pārraide un atstarošana, ko izraisa gaismas interferences efekts;
(2) Neelastīgā izkliede, ko izraisa elektronu sadursme ar virsmu, izraisa vadītspējas, Hola koeficienta, strāvas magnētiskā lauka efekta u. c. izmaiņas;
(3) Tā kā plēves biezums ir daudz mazāks par elektronu vidējo brīvo ceļu un ir tuvs elektronu Drobji viļņa garumam, elektroni, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ starp divām plēves virsmām, interferēsies, un ar virsmas vertikālo kustību saistītā enerģija iegūs diskrētas vērtības, kas ietekmēs elektronu transportu;
(4) Uz virsmas atomi periodiski tiek pārtraukti, un virsmas enerģijas līmenis un ģenerēto virsmas stāvokļu skaits ir tādā pašā lieluma pakāpē kā virsmas atomu skaits, kam būs liela ietekme uz materiāliem ar nelielu nesēju skaitu, piemēram, pusvadītājiem;
(5) Virsmas magnētisko atomu blakus esošo atomu skaits samazinās, izraisot virsmas atomu magnētiskā momenta palielināšanos;
(6) Plāno kārtiņu materiālu anizotropija utt.
Tā kā plāno plēves materiālu veiktspēju ietekmē sagatavošanas process, lielākā daļa no tiem sagatavošanas procesā atrodas nevienmērīgā stāvoklī. Tāpēc plāno plēves materiālu sastāvu un struktūru var mainīt plašā diapazonā, neierobežojoties ar līdzsvara stāvokli. Tādēļ cilvēki var sagatavot daudzus materiālus, kurus ir grūti sasniegt ar lielgabarīta materiāliem, un iegūt jaunas īpašības. Tā ir svarīga plāno plēves materiālu īpašība un svarīgs iemesls, kāpēc plāno plēves materiāli piesaista cilvēku uzmanību. Neatkarīgi no tā, vai tiek izmantotas ķīmiskas vai fizikālas metodes, var iegūt projektēto plāno plēvi.