Një mrekulli në fushën e materialeve funksionale
Si njëdiamantaplikimi, përfshin një gamë të gjerë teknologjish dhe është shumë e vështirë. Kërkon kërkime të përbashkëta në fusha të ndryshme që të realizohen në një periudhë relativisht të shkurtër kohore. Në të ardhmen, është e nevojshme të zhvillohet dhe përmirësohet vazhdimisht teknologjia e rritjes së diamanteve CVD dhe të eksplorohet zbatimi iDiamanti CVDfilm në akustikë, optikë dhe elektricitet. Do të bëhet një material i ri për zhvillimin e teknologjisë së lartë në shekullin e 21-të. Zbatimi i CVD mund të përdoret si për materialet inxhinierike ashtu edhe për materialet funksionale. Më poshtë është vetëm një hyrje në zbatimet e tij funksionale.
Çfarë është një material funksional? Materialet funksionale i referohen materialeve të ndryshme me funksione fizike dhe kimike si drita, energjia elektrike, magnetizmi, zëri dhe nxehtësia që përdoren në industri dhe teknologji, duke përfshirë materialet funksionale elektrike, materialet funksionale magnetike, materialet funksionale optike, materialet superpërçuese, materialet biomjekësore, membranat funksionale, etj.
Çfarë është një membranë funksionale? Cilat janë karakteristikat e saj? Membrana funksionale i referohet një materiali të hollë filmi me veti fizike si drita, magnetizmi, filtrimi elektrik, adsorbimi dhe veti kimike si kataliza dhe reaksioni.
Karakteristikat e materialeve të filmit të hollë: Materialet e filmit të hollë janë materiale tipike dy-dimensionale, domethënë, ato janë të mëdha në dy shkallë dhe të vogla në shkallën e tretë. Krahasuar me materialet tre-dimensionale në masë që përdoren zakonisht, ato kanë shumë karakteristika në performancë dhe strukturë. Karakteristika më e madhe është se disa veti të filmave funksionalë mund të arrihen përmes metodave speciale të përgatitjes së filmit të hollë gjatë përgatitjes. Kjo është arsyeja pse materialet funksionale të filmit të hollë janë bërë një temë e nxehtë vëmendjeje dhe kërkimi.
Si njëmaterial dy-dimensional, karakteristika më e rëndësishme e materialeve të filmit të hollë është e ashtuquajtura veçori e madhësisë, e cila mund të përdoret për të miniaturizuar dhe integruar komponentë të ndryshëm. Shumë përdorime të materialeve të filmit të hollë bazohen në këtë pikë, më tipike e së cilës është përdorimi në qarqet e integruara dhe për të rritur dendësinë e ruajtjes së komponentëve të ruajtjes së kompjuterit.
Për shkak të madhësisë së vogël, proporcioni relativ i sipërfaqes dhe ndërfaqes në materialin e filmit të hollë është relativisht i madh, dhe vetitë e shfaqura nga sipërfaqja janë jashtëzakonisht të spikatura. Ekziston një sërë efektesh fizike që lidhen me ndërfaqen sipërfaqësore:
(1) Transmetim dhe reflektim selektiv i shkaktuar nga efekti i interferencës së dritës;
(2) Shpërndarja joelastike e shkaktuar nga përplasja midis elektroneve dhe sipërfaqes shkakton ndryshime në përçueshmëri, koeficientin e Hall-it, efektin e fushës magnetike të rrymës, etj.;
(3) Meqenëse trashësia e filmit është shumë më e vogël se rruga mesatare e lirë e elektroneve dhe është afër gjatësisë së valës së Drobyit të elektroneve, elektronet që lëvizin para dhe mbrapa midis dy sipërfaqeve të filmit do të ndërhyjnë, dhe energjia që lidhet me lëvizjen vertikale të sipërfaqes do të marrë vlera diskrete, të cilat do të ndikojnë në transportin e elektroneve;
(4) Në sipërfaqe, atomet ndërpriten periodikisht, dhe niveli i energjisë sipërfaqësore dhe numri i gjendjeve sipërfaqësore të gjeneruara janë të të njëjtit rend madhësie me numrin e atomeve sipërfaqësore, gjë që do të ketë një ndikim të madh në materialet me pak bartës siç janë gjysmëpërçuesit;
(5) Numri i atomeve fqinje të atomeve magnetike sipërfaqësore zvogëlohet, duke shkaktuar rritjen e momentit magnetik të atomeve sipërfaqësore;
(6) Anizotropia e materialeve të filmit të hollë, etj.
Meqenëse performanca e materialeve të filmit të hollë ndikohet nga procesi i përgatitjes, shumica e tyre janë në një gjendje jo-ekuilibri gjatë procesit të përgatitjes. Prandaj, përbërja dhe struktura e materialeve të filmit të hollë mund të ndryshohet në një gamë të gjerë pa u kufizuar nga gjendja e ekuilibrit. Prandaj, njerëzit mund të përgatisin shumë materiale që janë të vështira për t'u arritur me materiale në masë dhe të marrin veti të reja. Ky është një tipar i rëndësishëm i materialeve të filmit të hollë dhe një arsye e rëndësishme pse materialet e filmit të hollë tërheqin vëmendjen e njerëzve. Pavarësisht nëse përdoren metoda kimike apo fizike, filmi i hollë i projektuar mund të merret.