Цуд у галіне функцыянальных матэрыялаў
Якдыяментпрымяненне, яно ўключае ў сябе шырокі спектр тэхналогій і вельмі складанае. Патрабуе сумесных даследаванняў у розных галінах, каб іх можна было рэалізаваць за адносна кароткі прамежак часу. У будучыні неабходна пастаянна распрацоўваць і ўдасканальваць тэхналогію вырошчвання алмазаў метадам хімічнага осаду (CVD) і вывучаць прымяненнеCVD алмазплёнка ў акустыцы, оптыцы і электрычнасці. Яна стане новым матэрыялам для высокатэхналагічнага развіцця ў 21 стагоддзі. Прымяненне CVD можа быць выкарыстана як для інжынерных матэрыялаў, так і для функцыянальных матэрыялаў. Ніжэй прыведзены толькі ўводзіны ў яго функцыянальнае прымяненне.
Што такое функцыянальны матэрыял? Функцыянальныя матэрыялы — гэта розныя матэрыялы з фізічнымі і хімічнымі функцыямі, такімі як святло, электрычнасць, магнетызм, гук і цяпло, якія выкарыстоўваюцца ў прамысловасці і тэхналогіях, у тым ліку электрычныя функцыянальныя матэрыялы, магнітныя функцыянальныя матэрыялы, аптычныя функцыянальныя матэрыялы, звышправодныя матэрыялы, біямедыцынскія матэрыялы, функцыянальныя мембраны і г.д.
Што такое функцыянальная мембрана? Якія яе характарыстыкі? Функцыянальная мембрана — гэта тонкаплёнкавы матэрыял з фізічнымі ўласцівасцямі, такімі як святло, магнетызм, электрычная фільтрацыя, адсорбцыя, і хімічнымі ўласцівасцямі, такімі як каталіз і рэакцыя.
Характарыстыкі тонкаплёнкавых матэрыялаў: Тонкаплёнкавыя матэрыялы з'яўляюцца тыповымі двухмернымі матэрыяламі, гэта значыць, яны вялікія ў двух маштабах і малыя ў трэцім. У параўнанні з распаўсюджанымі трохмернымі аб'ёмнымі матэрыяламі, яны маюць шмат характарыстык у прадукцыйнасці і структуры. Найбольш важнай асаблівасцю з'яўляецца тое, што некаторыя ўласцівасці функцыянальных плёнак можна дасягнуць з дапамогай спецыяльных метадаў падрыхтоўкі тонкай плёнкі падчас падрыхтоўкі. Вось чаму тонкаплёнкавыя функцыянальныя матэрыялы сталі гарачай тэмай увагі і даследаванняў.
Якдвухмерны матэрыялНайважнейшай асаблівасцю тонкаплёнкавых матэрыялаў з'яўляецца так званая характарыстыка памеру, якая можа быць выкарыстана для мініяцюрызацыі і інтэграцыі розных кампанентаў. Шматлікія спосабы выкарыстання тонкаплёнкавых матэрыялаў заснаваны на гэтым моманце, найбольш тыповым з якіх з'яўляецца выкарыстанне ў інтэгральных схемах і для павелічэння шчыльнасці захоўвання кампанентаў камп'ютэрнай памяці.
З-за малога памеру адносная доля паверхні і мяжы падзелу ў тонкаплёнкавым матэрыяле адносна вялікая, і ўласцівасці паверхні надзвычай прыкметныя. Існуе шэраг фізічных эфектаў, звязаных з паверхняй падзелу:
(1) Выбарачнае прапусканне і адлюстраванне, выкліканыя эфектам інтэрферэнцыі святла;
(2) Няпругкае рассейванне, выкліканае сутыкненнем электронаў з паверхняй, выклікае змены праводнасці, каэфіцыента Хола, эфекту магнітнага поля току і г.д.;
(3) Паколькі таўшчыня плёнкі значна меншая за даўжыню свабоднага прабегу электронаў і блізкая да даўжыні хвалі Дробя электронаў, электроны, якія рухаюцца паміж дзвюма паверхнямі плёнкі, будуць інтэрфераваць, і энергія, звязаная з вертыкальным рухам паверхні, будзе прымаць дыскрэтныя значэнні, што паўплывае на транспарт электронаў;
(4) На паверхні атамы перыядычна перарываюцца, і ўзровень павярхоўнай энергіі і колькасць генераваных паверхневых станаў маюць той жа парадак велічыні, што і колькасць паверхневых атамаў, што будзе мець вялікі ўплыў на матэрыялы з невялікай колькасцю носьбітаў, такія як паўправаднікі;
(5) Колькасць суседніх атамаў паверхневых магнітных атамаў памяншаецца, што прыводзіць да павелічэння магнітнага моманту паверхневых атамаў;
(6) Анізатрапія тонкаплёнкавых матэрыялаў і г.д.
Паколькі на характарыстыкі тонкаплёнкавых матэрыялаў уплывае працэс падрыхтоўкі, большасць з іх падчас падрыхтоўкі знаходзяцца ў нераўнаважным стане. Такім чынам, склад і структура тонкаплёнкавых матэрыялаў могуць змяняцца ў шырокіх дыяпазонах, не абмяжоўваючыся раўнаважным станам. Такім чынам, людзі могуць падрыхтаваць мноства матэрыялаў, якія цяжка атрымаць з аб'ёмных матэрыялаў, і атрымаць новыя ўласцівасці. Гэта важная асаблівасць тонкаплёнкавых матэрыялаў і важная прычына, чаму тонкаплёнкавыя матэрыялы прыцягваюць увагу людзей. Незалежна ад таго, выкарыстоўваюцца хімічныя або фізічныя метады, можна атрымаць распрацаваную тонкую плёнку.