Чудо в областта на функционалните материали
КатодиамантПриложението му включва широк спектър от технологии и е много трудно. Изисква съвместни изследвания в различни области, за да бъдат реализирани в относително кратък период от време. В бъдеще е необходимо непрекъснато да се развива и усъвършенства технологията за CVD растеж на диаманти и да се проучи приложението на...CVD диамантфилм в акустиката, оптиката и електричеството. Той ще се превърне в нов материал за високотехнологичното развитие през 21-ви век. Приложението на CVD може да се използва както за инженерни материали, така и за функционални материали. Следното е само въведение в неговите функционални приложения.
Какво е функционален материал? Функционалните материали се отнасят до различни материали с физични и химични функции като светлина, електричество, магнетизъм, звук и топлина, използвани в промишлеността и технологиите, включително електрически функционални материали, магнитни функционални материали, оптични функционални материали, свръхпроводящи материали, биомедицински материали, функционални мембрани и др.
Какво е функционална мембрана? Какви са нейните характеристики? Функционалната мембрана се отнася до тънък филмов материал с физични свойства като светлина, магнетизъм, електрическа филтрация, адсорбция и химични свойства като катализа и реакция.
Характеристики на тънкослойните материали: Тънкослойните материали са типични двуизмерни материали, т.е. те са големи в два мащаба и малки в третия. В сравнение с често използваните триизмерни насипни материали, те имат много характеристики по отношение на производителността и структурата. Най-голямата им особеност е, че някои свойства на функционалните филми могат да бъдат постигнати чрез специални методи за подготовка на тънки филми. Ето защо тънкослойните функционални материали са се превърнали в гореща тема на внимание и изследвания.
Катодвуизмерен материалНай-важната характеристика на тънкослойните материали е така наречената характеристика на размера, която може да се използва за миниатюризиране и интегриране на различни компоненти. Много приложения на тънкослойните материали се основават на тази точка, най-типичното от които е използването в интегрални схеми и за увеличаване на плътността на съхранение на компютърни компоненти.
Поради малкия размер, относителното съотношение на повърхността и интерфейса в тънкослойния материал е сравнително голямо, а свойствата, проявени от повърхността, са изключително забележими. Съществуват редица физични ефекти, свързани с повърхностния интерфейс:
(1) Селективно пропускане и отражение, причинени от ефекта на светлинната интерференция;
(2) Нееластичното разсейване, причинено от сблъсъка между електроните и повърхността, води до промени в проводимостта, коефициента на Хол, ефекта на текущото магнитно поле и др.;
(3) Тъй като дебелината на филма е много по-малка от средния свободен пробег на електроните и е близка до дължината на вълната на Дробий на електроните, електроните, движещи се напред-назад между двете повърхности на филма, ще интерферират и енергията, свързана с вертикалното движение на повърхността, ще приеме дискретни стойности, което ще повлияе на електронния транспорт;
(4) На повърхността атомите периодично се прекъсват, а нивото на повърхностната енергия и броят на генерираните повърхностни състояния са от същия порядък като броя на повърхностните атоми, което ще окаже голямо влияние върху материали с малко носители, като например полупроводници;
(5) Броят на съседни атоми на повърхностните магнитни атоми намалява, което води до увеличаване на магнитния момент на повърхностните атоми;
(6) Анизотропия на тънкослойни материали и др.
Тъй като характеристиките на тънкослойните материали се влияят от процеса на приготвяне, повечето от тях са в неравновесно състояние по време на процеса на приготвяне. Следователно, съставът и структурата на тънкослойните материали могат да се променят в широк диапазон, без да бъдат ограничени от равновесното състояние. По този начин хората могат да приготвят много материали, които са трудни за постигане с насипни материали, и да получат нови свойства. Това е важна характеристика на тънкослойните материали и важна причина, поради която тънкослойните материали привличат вниманието на хората. Независимо дали се използват химични или физични методи, проектираният тънък филм може да бъде получен.