Une merveille dans le domaine des matériaux fonctionnels
En tant quediamantSon application implique un large éventail de technologies et est très complexe. Elle nécessite des recherches coopératives dans divers domaines pour être réalisée dans un délai relativement court. À l'avenir, il sera nécessaire de développer et d'améliorer continuellement la technologie de croissance du diamant par CVD et d'explorer ses applications.diamant CVDFilm utilisé en acoustique, en optique et en électricité. Il deviendra un nouveau matériau pour le développement de hautes technologies au XXIe siècle. Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) peut être utilisé aussi bien pour les matériaux techniques que pour les matériaux fonctionnels. Ce qui suit n'est qu'une introduction à ses applications fonctionnelles.
Qu'est-ce qu'un matériau fonctionnel ? Les matériaux fonctionnels désignent divers matériaux dotés de fonctions physiques et chimiques telles que la lumière, l'électricité, le magnétisme, le son et la chaleur, utilisés dans l'industrie et la technologie. Ils comprennent notamment les matériaux fonctionnels électriques, magnétiques, optiques, supraconducteurs, biomédicaux et les membranes fonctionnelles.
Qu'est-ce qu'une membrane fonctionnelle ? Quelles sont ses caractéristiques ? Une membrane fonctionnelle est un matériau en film mince possédant des propriétés physiques telles que la lumière, le magnétisme, la filtration électrique, l'adsorption, et des propriétés chimiques telles que la catalyse et la réaction.
Caractéristiques des matériaux en couches minces : Les matériaux en couches minces sont des matériaux bidimensionnels typiques, c'est-à-dire qu'ils sont grands à deux échelles et petits à la troisième. Comparés aux matériaux massifs tridimensionnels couramment utilisés, ils présentent de nombreuses caractéristiques en termes de performances et de structure. Leur principale caractéristique réside dans le fait que certaines propriétés des films fonctionnels peuvent être obtenues grâce à des méthodes de préparation spécifiques. C'est pourquoi les matériaux fonctionnels en couches minces sont devenus un sujet de recherche majeur.
En tant quematériau bidimensionnelLa caractéristique la plus importante des matériaux en couches minces est leur taille, qui permet de miniaturiser et d'intégrer divers composants. De nombreuses applications des matériaux en couches minces reposent sur ce principe, notamment dans les circuits intégrés et pour augmenter la densité de stockage des composants informatiques.
En raison de sa petite taille, la proportion relative de surface et d'interface dans le matériau en couche mince est relativement importante, et les propriétés de surface sont extrêmement marquées. Plusieurs effets physiques sont liés à l'interface de surface :
(1) Transmission et réflexion sélectives causées par l’effet d’interférence lumineuse ;
(2) La diffusion inélastique provoquée par la collision entre les électrons et la surface provoque des changements de conductivité, de coefficient de Hall, d'effet de champ magnétique actuel, etc.
(3) Parce que l'épaisseur du film est beaucoup plus petite que le libre parcours moyen des électrons et est proche de la longueur d'onde de Drobyi des électrons, les électrons se déplaçant dans les deux sens entre les deux surfaces du film interféreront, et l'énergie liée au mouvement vertical de la surface prendra des valeurs discrètes, ce qui affectera le transport des électrons ;
(4) À la surface, les atomes sont périodiquement interrompus, et le niveau d'énergie de surface et le nombre d'états de surface générés sont du même ordre de grandeur que le nombre d'atomes de surface, ce qui aura un grand impact sur les matériaux avec peu de porteurs tels que les semi-conducteurs ;
(5) Le nombre d'atomes voisins des atomes magnétiques de surface diminue, ce qui entraîne une augmentation du moment magnétique des atomes de surface ;
(6) Anisotropie des matériaux en couches minces, etc.
Les performances des matériaux en couches minces étant affectées par le procédé de préparation, la plupart d'entre eux se trouvent dans un état de non-équilibre pendant cette phase. Par conséquent, la composition et la structure des matériaux en couches minces peuvent être modifiées sur une large plage sans être limitées par l'état d'équilibre. Il est ainsi possible de préparer de nombreux matériaux difficiles à obtenir avec des matériaux massifs et d'obtenir de nouvelles propriétés. C'est une caractéristique importante des matériaux en couches minces et l'une des principales raisons pour lesquelles ils attirent l'attention. Que ce soit par des méthodes chimiques ou physiques, le film mince conçu peut être obtenu.