 |
Физики АлтГУ разработали новый способ получения материала с исключительными свойствами
Углеродные алмазные и алмазоподобные пленки стали объектом пристального внимания многих исследователей и в России, и в других технологически развитых странах мира. Этот интерес обусловлен замечательными физико-механическими свойствами: высокой механической прочностью и сверхбольшой теплопроводностью.
Теплопроводность наиболее интересна: у алмазных пленок она превосходит теплопроводность серебра или меди, рекордсменов среди металлов по этому показателю: 2000 Вт/м•К против 500 ВТ/м•К.
Очевидно, что для современной электроники хорошо было бы использовать для подложек распиленные алмазные кристаллы, но это проблематично: промышленности требуются подложки размером не менее 25 мм, а технические кристаллы, природные или синтезированные, имеют доступные размеры не более 15 мм. В то же время алмазоподобные пленки можно получать любых размеров, в том числе точно под нужды электроники: 25 мм, 57 мм, 75 мм, 125 мм.
Алмазоподобные углеродные тонкие пленки могут иметь широкое применение: это не только теплопроводящие подложки в электронных схемах, но и теплопроводящие слои в гетероструктурах. Выдающиеся теплопроводящие свойства алмазных и алмазоподобных пленок и объемных структур могут быть также использованы в различных технических устройствах, где требуется интенсивный отвод тепла от зоны тепловыделения. Кроме того, алмазные и алмазоподобные пленки могут быть использованы в устройствах прецизионной техники в качестве упрочняющих покрытий с низким коэффициентом трения и низким износом.
В Алтайском государственном университете разработан и освоен лазерный метод испарения углеродных мишеней и конденсации углерода на подложку в виде алмазоподобных пленок.
Структурное состояние углеродных пленок зависит от режима конденсации атомов углерода на подложку. Изменяя режим, можно управлять свойствами пленки. Известно, что лазерное испарение дает преимущественно sp3-связи в конденсированном углероде. (В обычном углероде четыре валентных электрона на внешнем уровне находятся на орбиталях двух разных форм: одной сферической и четырех гантелевидных; при sp3-гибридизации все орбитали приобретают одинаковую форму.)
Для получения углеродной пленки применялось прямое испарение графитовой мишени при воздействии лазерного излучения с длиной волны 1064 нм от неодимового лазера NTS300 с конденсацией углерода на аморфную подложку из силикатного стекла. Расфокусированный лазерный пучок вводился в вакуумную камеру вакуумной установки (остаточное давление не хуже 1•10–5 мм ртутного столба), где и располагались графитовые мишени и подложки из силикатного стекла. На графитовой мишени диаметром 5 мм и толщиной около 2 мм расфокусированный лазерный пучок создавал пятно диаметром около 3 мм. Поток испаренного углерода осаждался на подложки, формируя углеродную пленку. Получалась алмазоподобная углеродная пленка размером 75х26 мм2.
Структурное состояние пленки определено просвечивающей электронной микроскопией и спектрами комбинационного рассеяния.
Электронная микроскопия и дифракция электронов позволяют однозначно трактовать структурное состояние углеродной пленки как алмазоподобная. Но сильно размытые рефлексы свидетельствуют о крайне малых размерах алмазных кластеров и сильном искажении межатомных расстояний. Согласно современным представлениям, такая электронограмма определяет структурное состояние углеродной пленки как аморфное, так называемый ta-C (tetrahedral amorphous carbon, тетраэдрический аморфный углерод). Расшифровка электронограмм показала, что кольца (дифракционные максимумы) соответствуют дифракции от плоскостей (111) и (220) решетки алмаза. Межплоскостные расстояния имеют значения d111=0,207 нм, d220=0,119 нм. Видно, что эти значения отличаются от табличных значений для монокристалла алмаза (d111=0,205 нм и d220=0,125 нм). В случае пленки межплоскостное расстояние d111 оказывается больше, а d220 – меньше, чем у монокристалла. Но такое искажение решетки характерно для алмазоподобных тонких пленок. А спектр комбинационного рассеяния позволяет судить о высокой доле sp3-связей (алмазных связей) в пленке.
Отсутствие рефлексов графитовой фазы, то есть отсутствие выраженных графитовых кластеров, позволяет предполагать, что гексагональные кольца заполняют промежутки между алмазными кластерами, выполняя роль связующих элементов. Такая структура однородна, и ее однородность обусловлена отсутствием границ раздела
Контактное лицо: Гершензон Родмила
Компания: ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университеты"
Добавлен: 00:06, 02.05.2019
Количество просмотров: 751
Страна: Россия
| Новый вкус известных конфет: «Бабаевские» с фисташкой, Объединенные кондитеры, 22:13, 15.06.2026, Россия92 |
| «Кондитерский концерн «Бабаевский», производитель, славящийся высоким качеством шоколада, представляет новый вкус известных конфет. Встречайте изумрудную новинку этого лета, конфеты «Бабаевские» с фисташкой. |
| Инженер экологической службы Сергей Фатьянов: баланс между мощностью локомотивов и здоровьем окружающей среды, филиал "Северо-Кавказский" ООО «ЛокоТех-Сервис», 21:46, 15.06.2026, Россия58 |  |
| Многие думают, что работа эколога на железной дороге – это просто уборка путей. Но на самом деле всё гораздо сложнее и современнее. Инженер экологической службы сервисного локомотивного депо «Минеральные Воды-Грузовое» Северо-Кавказского филиала «ЛокоТех-Сервис» Сергей Фатьянов каждый день балансирует между строгими экологическими нормами и необходимостью вовремя ремонтировать мощные локомотивы. |
| В депо Югра повысили надежность мостового крана, «ЛокоТех-Сервис», 21:20, 15.06.2026, Россия51 |  |
| В сервисном локомотивном депо Югра Свердловского филиала «ЛокоТех-Сервис» увеличили надежность мостового крана КМДКС-10. Для этого была произведена замена ходовых двигателей крана, двигателей поперечного перемещения и редукторов ведущих колес. |
| Началась замена гидроагрегата № 7 Нижегородской ГЭС, АО Гидроремонт-ВКК, 21:06, 15.06.2026, Россия52 |
| Специалисты АО «Гидроремонт-ВКК» (входит в Группу РусГидро) приступили к замене гидроагрегата №7 Нижегородской ГЭС. Это уже четвёртый обновляемый агрегат на станции: ранее заменили гидроагрегаты № 1, 2 и 4. |
| На Ростовском-на-Дону ЭРЗ определили «Лучших по профессии», Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 22:58, 10.06.2026, Россия540 |  |
| На Ростовском-на-Дону ЭРЗ (РЭРЗ, входит в АО «Желдорреммаш») подвели итоги заводского этапа ежегодного конкурса «Лучший по профессии». Заводчане - победители в пяти номинациях, кроме заслуженного внимания и материального вознаграждения получили возможность представить предприятие на корпоративных соревнованиях Желдорреммаша. |
|
|
