अगली पीढ़ी के बिजली उपकरणों के लिए हीरा सतहों पर जल वाष्प एनीलिंग तकनीक

Bigli chamkna (जुलाई 2019).

Anonim

हीरे को अक्सर उत्तम गहने में प्रदर्शित किया जाता है। लेकिन कार्बन का यह ठोस रूप अपने उत्कृष्ट भौतिक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों के लिए भी प्रसिद्ध है। जापान में, कानाज़ावा यूनिवर्सिटी के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ नेचुरल साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं और सुयोबा में एआईएसटी के शोधकर्ताओं के बीच एक सहयोग, रियो योशिदा के नेतृत्व में, जल वाष्प एनीलिंग का उपयोग हाइड्रोक्साइल समाप्त होने वाली हीरे की सतहों को बनाने के लिए किया गया है जो परमाणु रूप से फ्लैट हैं।

डायमंड में कई विशेषताएं हैं जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में आवेदन के लिए आकर्षक बनाती हैं। हालांकि, हीरे में ऐसे दोष होते हैं जो परमाणु स्तर पर देखे जा सकते हैं जो अद्वितीय सतह गुणों को प्रभावित करते हैं जिससे यह प्रभावित किया जा सकता है कि इसे इस तरह के उपकरणों में कैसे लागू किया जा सकता है।

ऑक्सीजन या हाइड्रोजन का उपयोग कर सतह की समाप्ति हीरे की संरचना को स्थिर करती है। हाइड्रोजन-समाप्त (एच-समाप्ति) हीरे की सतहों में द्वि-आयामी छेद गैस परतें (2 डीएचजी) होती है जो उच्च तापमान और उच्च वोल्टेज ऑपरेशन की अनुमति देती है। ऑक्सीजन-समाप्त हुई हीरा सतहों को एच-टर्मिनेटेड सतहों की सतह ऑक्सीकरण द्वारा गठित किया जाता है, जो कार्बन-हाइड्रोजन (सीएच) बॉन्ड और 2 डीएचजी को हटा देता है, "लेकिन यह हीरे की सतह को घुमाता है और उपकरणों के प्रदर्शन में गिरावट की ओर जाता है, " नोरियो टोकुडा का कहना है Kanazawa विश्वविद्यालय।

इस पर काबू पाने के लिए, शोधकर्ताओं ने जल वाष्प एनीलिंग लागू किया। उन्होंने (1 1 1) -ऑरिएंटेड उच्च दबाव, उच्च तापमान सिंथेटिक एकल-क्रिस्टलीय हीरा आईबी और IIa सबस्ट्रेट्स के साथ शुरू किया। माइक्रोवेव प्लाज्मा रासायनिक वाष्प जमाव (एमपीसीवीडी) के माध्यम से आईबी सबस्ट्रेट्स पर होमोएपिटैक्सियल हीरा फिल्में उगाई गईं। परमाणु रूप से फ्लैट एच-टर्मिनेटेड सतहों को प्राप्त करने के लिए, एमपीसीवीडी कक्ष में हीरे के नमूनों को एच-प्लाज्मा के संपर्क में लाया गया था। हाइड्रोक्साइल-समाप्त सतहों को बनाने के लिए, एच-समाप्ति वाले हीरे के नमूनों को जल वाष्प एनीलिंग के अधीन किया गया था। एनीलिंग उपचार एक इलेक्ट्रिक फर्नेस में क्वार्ट्ज ट्यूब में अल्ट्राप्रूअर पानी के माध्यम से नाइट्रोजन के वायुमंडल के नीचे हुआ।

नतीजे बताते हैं कि 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे पानी वाष्प एनीलिंग के दौरान सीएच बॉन्ड हीरे की सतह पर बने रहे; इसलिए, 2 डीएचजी का पता चला था। "हालांकि, 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर पानी वाष्प एनीलिंग ने हीरे की सतह से सीएच बॉन्ड हटा दिए, " 2 डीएचजी के गायब होने का संकेत देते हुए, "योशीदा बताते हैं।"

इस प्रकार, परिणाम इंगित करते हैं कि पानी वाष्प एनीलिंग 2 डीएचजी को हटा सकता है जबकि सतह की रूपरेखा (1 1 1) - केंद्रित हीरे की सतहों को बनाए रखने के दौरान। टोकुडा कहते हैं, "2 डीएचजी को हटाने के लिए पारंपरिक तकनीकों की तुलना में, गीले रासायनिक ऑक्सीकरण, " वाटर वाष्प एनीलिंग एक परमाणु रूप से सपाट सतह को बनाए रखने का लाभ प्रदान करता है। "

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