Una meraviglia nel campo dei materiali funzionali
Come undiamanteL'applicazione richiede un'ampia gamma di tecnologie ed è molto complessa. Richiede una ricerca cooperativa in vari campi per essere realizzata in un periodo di tempo relativamente breve. In futuro, è necessario sviluppare e migliorare costantemente la tecnologia di crescita dei diamanti CVD ed esplorare l'applicazione didiamante CVDPellicola in acustica, ottica ed elettricità. Diventerà un nuovo materiale per lo sviluppo high-tech nel XXI secolo. L'applicazione della CVD può essere utilizzata sia per materiali ingegneristici che funzionali. Quanto segue è solo un'introduzione alle sue applicazioni funzionali.
Cos'è un materiale funzionale? I materiali funzionali si riferiscono a vari materiali con funzioni fisiche e chimiche come luce, elettricità, magnetismo, suono e calore, utilizzati nell'industria e nella tecnologia, tra cui materiali funzionali elettrici, materiali funzionali magnetici, materiali funzionali ottici, materiali superconduttori, materiali biomedici, membrane funzionali, ecc.
Cos'è una membrana funzionale? Quali sono le sue caratteristiche? La membrana funzionale è un materiale a film sottile con proprietà fisiche come la luce, il magnetismo, la filtrazione elettrica, l'adsorbimento e proprietà chimiche come la catalisi e la reazione.
Caratteristiche dei materiali a film sottile: i materiali a film sottile sono tipicamente materiali bidimensionali, ovvero grandi su due scale e piccoli sulla terza. Rispetto ai materiali tridimensionali comunemente usati, presentano numerose caratteristiche in termini di prestazioni e struttura. La caratteristica principale è che alcune proprietà dei film funzionali possono essere ottenute attraverso speciali metodi di preparazione dei film sottili. Questo è il motivo per cui i materiali funzionali a film sottile sono diventati un argomento di grande interesse e ricerca.
Come unmateriale bidimensionaleLa caratteristica più importante dei materiali a film sottile è la cosiddetta dimensione, che può essere utilizzata per miniaturizzare e integrare vari componenti. Molti usi dei materiali a film sottile si basano su questo punto, il più tipico dei quali è l'impiego nei circuiti integrati e per aumentare la densità di memoria dei componenti di archiviazione dei computer.
Grazie alle dimensioni ridotte, la proporzione relativa tra superficie e interfaccia nel materiale a film sottile è relativamente elevata e le proprietà esibite dalla superficie sono estremamente evidenti. Esistono una serie di effetti fisici correlati all'interfaccia superficiale:
(1) Trasmissione e riflessione selettiva causate dall'effetto di interferenza della luce;
(2) La dispersione anelastica causata dalla collisione tra elettroni e superficie provoca cambiamenti nella conduttività, nel coefficiente di Hall, nell'effetto del campo magnetico attuale, ecc.;
(3) Poiché lo spessore del film è molto più piccolo del cammino libero medio degli elettroni ed è vicino alla lunghezza d'onda di Drobyi degli elettroni, gli elettroni che si muovono avanti e indietro tra le due superfici del film interferiranno e l'energia correlata al movimento verticale della superficie assumerà valori discreti, che influenzeranno il trasporto degli elettroni;
(4) Sulla superficie, gli atomi vengono periodicamente interrotti e il livello di energia superficiale e il numero di stati superficiali generati sono dello stesso ordine di grandezza del numero di atomi superficiali, il che avrà un grande impatto sui materiali con pochi portatori come i semiconduttori;
(5) Il numero di atomi vicini degli atomi magnetici di superficie diminuisce, causando un aumento del momento magnetico degli atomi di superficie;
(6) Anisotropia dei materiali a film sottile, ecc.
Poiché le prestazioni dei materiali a film sottile sono influenzate dal processo di preparazione, la maggior parte di essi si trova in uno stato di non equilibrio durante il processo di preparazione. Pertanto, la composizione e la struttura dei materiali a film sottile possono essere modificate in un ampio intervallo senza essere limitate dallo stato di equilibrio. Pertanto, è possibile preparare molti materiali difficili da ottenere con materiali sfusi e ottenere nuove proprietà. Questa è una caratteristica importante dei materiali a film sottile e un motivo importante per cui i materiali a film sottile attirano l'attenzione. Sia che si utilizzino metodi chimici o fisici, è possibile ottenere il film sottile progettato.