Nową metodę tworzenia cienkich diamentowych warstw opisano w czasopiśmie Applied Physics Letters. Nowa technika może zapewnić rozszerzenie możliwości przyszłych urządzeń elektronicznych.
W przemyśle oraz elektronice, diamenty są szczególnie cenione za ich właściwości takie jak twardość, optyczną przejrzystość, gładkość i odporność na działanie substancji chemicznych, promieniowania i pola elektrycznego.
Do zastosowań w elektronice, inżynierowie domieszkują diamenty borem (półprzewodnik) w procesie produkcji. Umożliwia to przewodzenie ładunków elektrycznych.
W przeszłości wielkim wyzwaniem było umiejscowienie cienkiej przewodzącej warstwy diamentowej na urządzeniu elektronicznym, ponieważ wysoka temperatura wymagana do położenia domieszkowanej warstwy niszczyła wrażliwe układy elektroniczne, w tym czujniki biologiczne i półprzewodniki.
Zespół naukowców z Advanced Diamond Technologies z Romeoville w stanie Illinois (USA) opracował metodę tworzenia cienkich warstw diamentowych z domieszką boru poprzez osadzanie w nisich temperaturach (pomiędzy 460-600°C) do pokrywania elektroniki.
Pomysł osadzania warstw diamentowych dotowanych borem w niskich temperaturach nie jest innowacyjny, ale naukowcy nie odnaleźli źródeł w literaturze, które zapewniałyby odpowiednią jakość, cenę oraz by były wystarczająco szybkie i użyteczne w skali przemysłowej.
Poprzez obniżenie temperatury osadzania oraz dodanie typowej proporcji metanu do wodoru uzyskano wysoką jakość warstwy bez zmiany przewodności oraz i gładkością porównywalną do warstw uzyskanych w wyższych temperaturach. Naukowcy twierdzą, że ciągle potrzebują nowych informacji i badań by dobrze zrozumieć proces osadzania w niskich temperaturach.
Uczeni ciągle optymalizują proces osadzania. Spodziewają się, że w niedługim czasie będą w stanie osadzać diamentowe warstwy dotowane borem w temperaturze niższej niż 400°C.
“Im niższa temperatura osadzania, tym bardziej rośnie liczba zastosowań warstwy w urządzeniach elektronicznych” – powiedział Hongjun Zeng z Applied Physics Letters. “To będzie krok do rozszerzenia kategorii produktów możliwych do pokrycia przez cienkie, gładkie powłoki” – dodał naukowiec.
Źródło:
[1] Low temperature boron doped diamond. Hongjun Zeng, Prabhu U. Arumugam, Shabnam Siddiqui, and John A. Carlisle, Advanced Diamond Technologies, Inc
[2] http://apl.aip.org/resource/1/applab/v102/i22/p223108_s1 | 01.07.2013
[3] http://www.newswise.com/articles/thin-film-diamonds | 01.07.2013
[4] diamonds by Jared Tarbell, flickr.com, CC BY 2.0