Et vidunder inden for funktionelle materialer
Som endiamantanvendelse involverer det en bred vifte af teknologier og er meget vanskeligt. Det kræver kooperativ forskning på forskellige områder for at kunne realiseres på relativt kort tid. I fremtiden er det nødvendigt løbende at udvikle og forbedre CVD-diamantvækstteknologi og udforske anvendelsen afCVD-diamantfilm inden for akustik, optik og elektricitet. Det vil blive et nyt materiale til højteknologisk udvikling i det 21. århundrede. Anvendelsen af CVD kan bruges til både tekniske materialer og funktionelle materialer. Det følgende er kun en introduktion til dets funktionelle anvendelser.
Hvad er et funktionelt materiale? Funktionelle materialer refererer til forskellige materialer med fysiske og kemiske funktioner såsom lys, elektricitet, magnetisme, lyd og varme, der anvendes i industri og teknologi, herunder elektriske funktionelle materialer, magnetiske funktionelle materialer, optiske funktionelle materialer, superledende materialer, biomedicinske materialer, funktionelle membraner osv.
Hvad er en funktionel membran? Hvad er dens egenskaber? En funktionel membran refererer til et tyndt filmmateriale med fysiske egenskaber såsom lys, magnetisme, elektrisk filtrering, adsorption og kemiske egenskaber såsom katalyse og reaktion.
Karakteristika for tyndfilmsmaterialer: Tyndfilmsmaterialer er typiske todimensionelle materialer, dvs. de er store på to skalaer og små på tredje skala. Sammenlignet med almindeligt anvendte tredimensionelle bulkmaterialer har de mange egenskaber i ydeevne og struktur. Den største egenskab er, at nogle egenskaber ved funktionelle film kan opnås gennem særlige tyndfilmsforberedelsesmetoder under fremstillingen. Derfor er tyndfilmsfunktionelle materialer blevet et varmt emne for opmærksomhed og forskning.
Som entodimensionelt materiale, er den vigtigste egenskab ved tyndfilmsmaterialer den såkaldte størrelsesfunktion, som kan bruges til at miniaturisere og integrere forskellige komponenter. Mange anvendelser af tyndfilmsmaterialer er baseret på dette punkt, hvoraf den mest typiske er brug i integrerede kredsløb og til at øge lagertætheden af computerlagringskomponenter.
På grund af den lille størrelse er den relative andel af overfladen og grænsefladen i tyndfilmsmaterialet relativt stor, og overfladens egenskaber er yderst fremtrædende. Der er en række fysiske effekter relateret til overfladegrænsefladen:
(1) Selektiv transmission og refleksion forårsaget af lysinterferenseffekten;
(2) Uelastisk spredning forårsaget af kollisionen mellem elektroner og overfladen forårsager ændringer i ledningsevne, Hall-koefficient, strømmagnetfelteffekt osv.;
(3) Fordi filmtykkelsen er meget mindre end elektronernes gennemsnitlige frie banelængde og er tæt på elektronernes Drobyi-bølgelængde, vil elektronerne, der bevæger sig frem og tilbage mellem filmens to overflader, interferere, og energien relateret til overfladens vertikale bevægelse vil antage diskrete værdier, hvilket vil påvirke elektrontransporten;
(4) På overfladen afbrydes atomerne periodisk, og overfladeenerginiveauet og antallet af genererede overfladetilstande er af samme størrelsesorden som antallet af overfladeatomer, hvilket vil have stor indflydelse på materialer med få ladningsbærere, såsom halvledere;
(5) Antallet af naboatomer til de magnetiske overfladeatomer falder, hvilket får overfladeatomernes magnetiske moment til at øges;
(6) Anisotropi af tyndfilmsmaterialer osv.
Da tyndfilmsmaterialers ydeevne påvirkes af fremstillingsprocessen, er de fleste af dem i en ikke-ligevægtstilstand under fremstillingsprocessen. Derfor kan tyndfilmsmaterialers sammensætning og struktur ændres inden for en bred vifte uden at være begrænset af ligevægtstilstanden. Derfor kan man fremstille mange materialer, der er vanskelige at opnå med bulkmaterialer, og opnå nye egenskaber. Dette er et vigtigt træk ved tyndfilmsmaterialer og en vigtig grund til, at tyndfilmsmaterialer tiltrækker folks opmærksomhed. Uanset om der anvendes kemiske eller fysiske metoder, kan den designede tyndfilm opnås.