 |
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: 706
Страна: Россия
| В Алтайском ГАУ сельхозтоваропроизводителей обучили работе с ФГИС, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:42, 05.03.2026, Россия378 |
| В Алтайском государственном аграрном университете на базе лаборатории почвоведения и цифровых технологий в земледелии прошли курсы повышения квалификации по программе «Практические основы работы в компонентах ФГИС в области агрономии» для специалистов растениеводческой отрасли. |
| Ростовский-на-Дону ЭРЗ возвращает электровозам ВЛ80С фирменный зеленый окрас, Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 22:23, 05.03.2026, Россия56 |  |
| Ростовский-на-Дону ЭРЗ проводит средний ремонт электровозов серии ВЛ80С. После ремонта локомотивы получат фирменное цветографическое оформление – темно-зеленый низ, светло-зеленый верх и желтый треугольник на лобовой части локомотива. |
| От дизелиста до наставника: Андрей Кукурекин о преемственности поколений в Сальском депо, филиал "Северо-Кавказский" ООО «ЛокоТех-Сервис», 22:08, 02.03.2026, Россия402 |  |
| 2 марта, в День наставничества, рассказываем историю человека, для которого передача опыта стала делом жизни. Андрей Кукурекин, мастер участка производства сервисного локомотивного депо «Сальск-Грузовое» Северо-Кавказского филиала компании «ЛокоТех-Сервис», прошел путь от молодого дизелиста до уважаемого наставника, следуя принципам, усвоенным еще в 80-х. |
| За 2 года в депо Карасук наставники подготовили 78 специалистов, ООО "Локотех-Сервис" филиал "Западно-Сибирский", 22:05, 02.03.2026, Россия392 |
| 2 марта в России отмечается День наставника. Праздник пока еще совсем молодой, учрежденный в 2025 году, при том, что институт наставничества существует столетиями. К тому же, именно на производстве он реализуется в полной мере. |
| Ростовский-на-Дону ЭРЗ повысил показатель зрелости производственной системы, Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 20:59, 27.02.2026, Россия140 |  |
| По итогам 2025 года Ростовский-на-Дону ЭРЗ (РЭРЗ, входит в АО «Желдорреммаш») на 16% повысил показатель зрелости производственной системы по дорожной карте TOS (Transmashholding Operation System), достигнув уровня 2,78. Полученный предприятием результат стал лучшим среди всех заводов компании. |
|
|
