Čudo u području funkcionalnih materijala
Kaodijamantprimjena, uključuje širok raspon tehnologija i vrlo je teška. Zahtijeva kooperativna istraživanja u raznim područjima kako bi se ostvarila u relativno kratkom vremenskom razdoblju. U budućnosti je potrebno kontinuirano razvijati i poboljšavati CVD tehnologiju rasta dijamanata te istraživati primjenuCVD dijamantfilm u akustici, optici i elektricitetu. Postat će novi materijal za visokotehnološki razvoj u 21. stoljeću. Primjena CVD-a može se koristiti i za inženjerske materijale i za funkcionalne materijale. Slijedi samo uvod u njegove funkcionalne primjene.
Što je funkcionalni materijal? Funkcionalni materijali odnose se na različite materijale s fizičkim i kemijskim funkcijama poput svjetlosti, elektriciteta, magnetizma, zvuka i topline koji se koriste u industriji i tehnologiji, uključujući električne funkcionalne materijale, magnetske funkcionalne materijale, optičke funkcionalne materijale, supravodljive materijale, biomedicinske materijale, funkcionalne membrane itd.
Što je funkcionalna membrana? Koje su njezine karakteristike? Funkcionalna membrana odnosi se na tanki film s fizičkim svojstvima kao što su svjetlost, magnetizam, električna filtracija, adsorpcija i kemijskim svojstvima kao što su kataliza i reakcija.
Karakteristike tankoslojnih materijala: Tankoslojni materijali su tipični dvodimenzionalni materijali, odnosno veliki su na dvije skale, a mali na trećoj. U usporedbi s uobičajeno korištenim trodimenzionalnim rasutim materijalima, imaju mnoge karakteristike u performansama i strukturi. Najveća značajka je da se neka svojstva funkcionalnih filmova mogu postići posebnim metodama pripreme tankih filmova tijekom pripreme. Zbog toga su tankoslojni funkcionalni materijali postali vruća tema pažnje i istraživanja.
Kaodvodimenzionalni materijalNajvažnija značajka tankoslojnih materijala je tzv. značajka veličine, koja se može koristiti za minijaturizaciju i integraciju različitih komponenti. Mnoge upotrebe tankoslojnih materijala temelje se na ovoj točki, a najtipičnija od njih je upotreba u integriranim krugovima i za povećanje gustoće pohrane računalnih komponenti.
Zbog male veličine, relativni udio površine i međupovršine u tankom filmu je relativno velik, a svojstva koja površina pokazuje su izuzetno istaknuta. Postoji niz fizičkih učinaka povezanih s površinskom međupovršinom:
(1) Selektivni prijenos i refleksija uzrokovani efektom interferencije svjetlosti;
(2) Neelastično raspršenje uzrokovano sudarom elektrona i površine uzrokuje promjene u vodljivosti, Hallovom koeficijentu, učinku strujnog magnetskog polja itd.;
(3) Budući da je debljina filma mnogo manja od srednjeg slobodnog puta elektrona i blizu je Drobyijevoj valnoj duljini elektrona, elektroni koji se kreću naprijed-natrag između dvije površine filma će interferirati, a energija povezana s vertikalnim kretanjem površine će poprimiti diskretne vrijednosti, što će utjecati na transport elektrona;
(4) Na površini se atomi periodički prekidaju, a razina površinske energije i broj generiranih površinskih stanja istog su reda veličine kao i broj površinskih atoma, što će imati veliki utjecaj na materijale s malo nositelja naboja poput poluvodiča;
(5) Broj susjednih atoma površinskih magnetskih atoma se smanjuje, što uzrokuje povećanje magnetskog momenta površinskih atoma;
(6) Anizotropija tankoslojnih materijala itd.
Budući da na performanse tankoslojnih materijala utječe proces pripreme, većina njih je u neravnotežnom stanju tijekom procesa pripreme. Stoga se sastav i struktura tankoslojnih materijala mogu mijenjati u širokom rasponu bez ograničenja ravnotežnim stanjem. Stoga ljudi mogu pripremiti mnoge materijale koje je teško postići s rasutim materijalima i dobiti nova svojstva. To je važna značajka tankoslojnih materijala i važan razlog zašto tankoslojni materijali privlače pažnju ljudi. Bilo da se koriste kemijske ili fizikalne metode, može se dobiti dizajnirani tanki film.