 |
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: 746
Страна: Россия
| БК Групп и AMFLO на «Аналитика Экспо 2026», БК Групп, 22:21, 30.05.2026, Россия104 |  |
| С 22 по 24 апреля 2026 года мы совместно с AMFLO приняли участие в 24-й Международной выставке лабораторного оборудования и химических реактивов «Аналитика Экспо». Мероприятие прошло в Москве, в МВЦ «Крокус Экспо», и собрало большое количество специалистов из лабораторной, медицинской, научной и производственной сфер. |
| Компания ООО «Водомер» внедрила систему цифровой маркировки DiSAI, ООО "Водомер", 21:07, 30.05.2026, Россия87 |
| ООО «Водомер» внедрило цифровую систему маркировки выпускаемой продукции DiSAI. Все приборы, выпускаемые предприятием под торговыми марками «Водомер» и «Тепловодомер» оснащаются уникальными штрихкодами, что позволяет конечному покупателю мгновенно проверить подлинность товара и проследить его легальный путь от завода до прилавка. |
| На рынок поступили новые портретные объективы «Швабе», Холдинг «Швабе» Госкорпорация Ростех, 20:45, 27.05.2026, Россия85 |
| Лыткаринским заводом оптического стекла (ЛЗОС, входит в холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех) выполнена первая серийная поставка объективов Таир-45 Боке Мастер. В партию вошло 10 единиц изделий. Также запущен в серийное производство обновленный фотообъектив «Рубинар». Линейка новых портретных механических фотообъективов не имеет аналогов на российском рынке. |
| Ростовский-на-Дону ЭРЗ расширил географию и форматы «Недели без турникетов», Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 21:57, 19.05.2026, Россия100 |  |
| На Ростовском-на-Дону ЭРЗ (РЭРЗ, входит в АО «Желдорреммаш») завершился весенний этап Всероссийской профориентационной акции «Неделя без турникетов». Количество ее участников превысило 400 человек из почти 20 учебных заведений. Кроме молодежи донской столицы гостями завода стали также студенты из Ростовской области и Ставропольского края. |
|
|
