 |
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: 748
Страна: Россия
| На Ростовском-на-Дону ЭРЗ определили «Лучших по профессии», Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 22:58, 10.06.2026, Россия112 |  |
| 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. |
| БК Групп и AMFLO на «Аналитика Экспо 2026», БК Групп, 22:21, 30.05.2026, Россия117 |  |
| 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, Россия100 |
| 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, Россия99 |
| 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. |
|
|
