 |
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: 669
Страна: Россия
| Работник Ростовского-на-Дону ЭРЗ признан лучшим наставником АО «Желдорреммаш» 2025 года, Ростовский-на-Дону электровозоремонтный завод - филиал АО «Желдорреммаш», 21:26, 17.09.2025, Россия243 |  |
| Желдорреммаш подвел итоги корпоративного конкурса «Лучший наставник». В финальных соревнованиях приняли участие 8 лучших заводских наставников – победители региональных этапов. Первое место занял слесарь-электрик по ремонту электрооборудования Ростовского-на-Дону электровозоремонтного завода (РЭРЗ, входит в АО «Желдорреммаш») Андрей Алдошин. |
| Депо «Братское» улучшает процесс упрочнения колёсных пар, ЛокоТех-Сервис, 23:21, 16.09.2025, Россия173 |
| В сервисном локомотивном депо «Братское» Восточно-Сибирского филиала компании «ЛокоТех-Сервис» проведена модернизация установки для плазменного упрочнения колёсных пар. Это важный шаг в повышении качества и эффективности обслуживания локомотивного парка. |
| Холдинг «Швабе» представил прибор для контроля поверхностей зеркал космических телескопов, Холдинг "Швабе", 23:10, 16.09.2025, Россия138 |
| Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС) холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех продемонстрировал профилометр с уникальными характеристиками. Этот прибор, измеряющий неровности поверхности с точностью в 0,1 нанометра, может использоваться для контроля качества крупногабаритных оптических деталей, таких как зеркала телескопов или линзы космических объективов. |
| Эксперты оценили качество счетчика горячей воды ВСГ-15, АО "Тепловодомер", 21:57, 14.09.2025, Россия311 |
| Эксперты интернет проекта о городской и загородной недвижимости «Дом Mail» в обзоре о «Топ-12 лучших счетчиков воды в 2025 году: от простых механических до умных электронных» отметили в качестве одного из рекомендуемых счетчиков горячей воды счетчик компании Тепловодомер ВСГ-15-02. |
| Уральскому предприятию холдинга «Швабе» исполнилось 188 лет, Холдинг "Швабе", 22:24, 08.09.2025, Россия289 |
| Уральский оптико-механический завод им. Э. С. Яламова (УОМЗ), входящий в холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех, в сентябре отметил годовщину своего создания. Предприятие ведет историю от небольшой московской мастерской по производству оптики, созданной в 1837 году. |
|
|
