 |
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: 838
Страна: Россия
| 27–28 ноября 2026 года пройдёт межрегиональный промышленный тур «Тихвин — Череповец», GALKA TOURS, 22:49, 06.11.2026, Россия39 |
| В рамках проекта «Крутая Локация» при поддержке Агентства развития Ленинградской области (АЭРЛО) 27–28 ноября 2026 года состоится двухдневный межрегиональный промышленный тур по маршруту Санкт-Петербург — Тихвин — Череповец — Санкт-Петербург. Организатор тура — GALKA TOURS, специализированный туроператор по промышленному туризму и профориентационным турам. |
| ООО «Химнефтекомплект» закупил «умные» теплосчетчики, ООО "Водомер", 14:28, 06.11.2026, Россия64 |
| Мытищинский производитель приборов учета воды и тепловой энергии «Водомер» отгрузил высокоточное оборудование для нужд специализированного научно-производственного предприятия ООО «Химнефтекомплект». |
| ТОМЕЗ представил новейшую комбинированную дорожную машину МКДУ-24 на выставке «Дорога-2026», АО "ТОМЕЗ", 22:11, 21.10.2026, Россия133 |  |
| АО «Тосненский механический завод» (ТОМЕЗ), один из ведущих отечественных производителей коммунальной и дорожной техники, представил новейшую комбинированную дорожную машину МКДУ-24 на базе автомобиля КАМАЗ-6595-910992-СА. Презентация разработки прошла на Международной специализированной выставке «Дорога-2026», которая проходит с 13 по 15 октября 2026 года в Краснодаре. |
| ТОМЕЗ представил новый логотип и визуальный стиль, АО "ТОМЕЗ", 22:05, 21.10.2026, Россия95 |  |
| 13 октября 2026 г. Тосненский механический завод (ТОМЕЗ), российский производитель дорожной, коммунальной и аэродромной техники, провел ребрендинг. Компания представила новый логотип с изображением льва, слоган «Технологии чистых городов» и обновленный фирменный стиль. Смена айдентики стала частью программы модернизации и развития завода. |
| В Алтайском ГАУ прошел «День электрика», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:52, 13.10.2026, Россия210 |
| Алтайский государственный аграрный университет и «Союз электриков Барнаула» провели для студентов Инженерного факультета мероприятие, знакомящее с современными технологиями электромонтажа. |
| ТГУ прошёл инспекцию Росздравнадзора, ТГУ, 19:27, 07.10.2026, Россия202 |  |
| В ТГУ завершилась инспекция производства в соответствии с требованиями к внедрению, поддержанию и оценке системы менеджмента качества медицинских изделий. |
|
|
