Isang kababalaghan sa larangan ng mga functional na materyales
Bilang abrilyanteapplication, ito ay nagsasangkot ng malawak na hanay ng mga teknolohiya at napakahirap. Nangangailangan ito ng kooperatiba na pananaliksik sa iba't ibang larangan upang maisakatuparan sa medyo maikling panahon. Sa hinaharap, ito ay kinakailangan upang patuloy na bumuo at pagbutihin ang CVD diamond growth technology at tuklasin ang aplikasyon ngCVD brilyantepelikula sa acoustics, optika, at kuryente. Ito ay magiging isang bagong materyal para sa high-tech na pag-unlad sa ika-21 siglo. Ang aplikasyon ng CVD ay maaaring gamitin para sa parehong mga materyales sa engineering at mga functional na materyales. Ang sumusunod ay isang panimula lamang sa mga functional na application nito.
Ano ang isang functional na materyal? Ang mga functional na materyales ay tumutukoy sa iba't ibang materyales na may pisikal at kemikal na mga function tulad ng liwanag, kuryente, magnetism, tunog, at init na ginagamit sa industriya at teknolohiya, kabilang ang mga electrical functional na materyales, magnetic functional na materyales, optical functional na materyales, superconducting na materyales, biomedical na materyales, functional membranes, atbp.
Ano ang isang functional membrane? Ano ang mga katangian nito? Ang functional membrane ay tumutukoy sa isang manipis na materyal ng pelikula na may mga pisikal na katangian tulad ng liwanag, magnetism, electric filtration, adsorption, at mga kemikal na katangian tulad ng catalysis at reaksyon.
Mga katangian ng mga materyales sa manipis na pelikula: Ang mga materyales sa manipis na pelikula ay tipikal na dalawang-dimensional na materyales, iyon ay, malaki ang mga ito sa dalawang kaliskis at maliit sa ikatlong sukat. Kung ikukumpara sa mga karaniwang ginagamit na tatlong-dimensional na bulk na materyales, mayroon itong maraming mga katangian sa pagganap at istraktura. Ang pinakamalaking tampok ay ang ilang mga katangian ng mga functional na pelikula ay maaaring makamit sa pamamagitan ng mga espesyal na pamamaraan ng paghahanda ng manipis na pelikula sa panahon ng paghahanda. Ito ang dahilan kung bakit naging mainit na paksa ng atensiyon at pananaliksik ang manipis na film functional materials.
Bilang adalawang-dimensional na materyal, ang pinakamahalagang katangian ng mga materyal na manipis na pelikula ay ang tinatawag na tampok na sukat, na maaaring magamit upang maliitin at isama ang iba't ibang mga bahagi. Maraming paggamit ng mga materyal na manipis na pelikula ay batay sa puntong ito, ang pinakakaraniwang ginagamit sa mga integrated circuit at upang mapataas ang density ng imbakan ng mga bahagi ng imbakan ng computer.
Dahil sa maliit na sukat, ang kamag-anak na proporsyon ng ibabaw at interface sa manipis na materyal ng pelikula ay medyo malaki, at ang mga katangian na ipinakita ng ibabaw ay lubos na kitang-kita. Mayroong isang serye ng mga pisikal na epekto na nauugnay sa interface sa ibabaw:
(1) Selective transmission at reflection na dulot ng light interference effect;
(2) Ang hindi nababanat na pagkalat na dulot ng banggaan sa pagitan ng mga electron at ng ibabaw ay nagdudulot ng mga pagbabago sa conductivity, Hall coefficient, kasalukuyang magnetic field effect, atbp.;
(3) Dahil ang kapal ng pelikula ay mas maliit kaysa sa ibig sabihin ng libreng landas ng mga electron at malapit sa Drobyi wavelength ng mga electron, ang mga electron na gumagalaw pabalik-balik sa pagitan ng dalawang ibabaw ng pelikula ay makagambala, at ang enerhiya na nauugnay sa vertical na paggalaw ng ibabaw ay kukuha ng mga discrete na halaga, na makakaapekto sa transportasyon ng elektron;
(4) Sa ibabaw, ang mga atomo ay pana-panahong naaantala, at ang antas ng enerhiya sa ibabaw at ang bilang ng mga estado sa ibabaw na nabuo ay kapareho ng pagkakasunud-sunod ng magnitude bilang ang bilang ng mga atomo sa ibabaw, na magkakaroon ng malaking epekto sa mga materyales na may kakaunting carrier tulad ng mga semiconductors;
(5) Bumababa ang bilang ng mga kalapit na atomo ng mga magnetic atom sa ibabaw, na nagiging sanhi ng pagtaas ng magnetic moment ng mga atomo sa ibabaw;
(6) Anisotropy ng mga materyal na manipis na pelikula, atbp.
Dahil ang pagganap ng mga materyal na manipis na pelikula ay apektado ng proseso ng paghahanda, karamihan sa kanila ay nasa isang hindi balanseng estado sa panahon ng proseso ng paghahanda. Samakatuwid, ang komposisyon at istraktura ng mga materyales ng manipis na pelikula ay maaaring baguhin sa isang malawak na hanay nang hindi pinaghihigpitan ng estado ng balanse. Samakatuwid, ang mga tao ay maaaring maghanda ng maraming mga materyales na mahirap makuha gamit ang mga bulk na materyales at makakuha ng mga bagong katangian. Ito ay isang mahalagang katangian ng mga materyales sa manipis na pelikula at isang mahalagang dahilan kung bakit ang mga materyal na manipis na pelikula ay nakakaakit ng atensyon ng mga tao. Gumamit man ng kemikal o pisikal na pamamaraan, maaaring makuha ang dinisenyong manipis na pelikula.