Čudo u oblasti funkcionalnih materijala
Kaodijamantprimjena, uključuje širok spektar tehnologija i vrlo je teška. Zahtijeva kooperativna istraživanja u različitim oblastima kako bi se realizovala u relativno kratkom vremenskom periodu. U budućnosti je potrebno kontinuirano razvijati i poboljšavati CVD tehnologiju rasta dijamanata i 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. Slijedeće je samo uvod u njegove funkcionalne primjene.
Šta je funkcionalni materijal? Funkcionalni materijali odnose se na različite materijale sa fizičkim i hemijskim funkcijama kao što su svjetlost, elektricitet, magnetizam, zvuk i toplota koji se koriste u industriji i tehnologiji, uključujući električne funkcionalne materijale, magnetske funkcionalne materijale, optičke funkcionalne materijale, supravodljive materijale, biomedicinske materijale, funkcionalne membrane itd.
Šta je funkcionalna membrana? Koje su njene karakteristike? Funkcionalna membrana se odnosi na tanki film materijala sa fizičkim svojstvima kao što su svjetlost, magnetizam, električna filtracija, adsorpcija i hemijskim 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 skali. U poređenju sa uobičajeno korištenim trodimenzionalnim rasutim materijalima, imaju mnoge karakteristike u performansama i strukturi. Najveća karakteristika je da se neka svojstva funkcionalnih filmova mogu postići posebnim metodama pripreme tankih filmova tokom pripreme. Zbog toga su tankoslojni funkcionalni materijali postali vruća tema pažnje i istraživanja.
Kaodvodimenzionalni materijalNajvažnija karakteristika tankoslojnih materijala je takozvana karakteristika veličine, koja se može koristiti za minijaturizaciju i integraciju različitih komponenti. Mnoge upotrebe tankoslojnih materijala zasnivaju se na ovoj tački, a najtipičnija od njih je upotreba u integriranim kolima i za povećanje gustoće pohrane komponenti računara.
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 efekata povezanih s površinskom međupovršinom:
(1) Selektivni prijenos i refleksija uzrokovani efektom interferencije svjetlosti;
(2) Neelastično raspršenje uzrokovano sudarima između elektrona i površine uzrokuje promjene u provodljivosti, Hallovom koeficijentu, efektu strujnog magnetskog polja itd.;
(3) Budući da je debljina filma mnogo manja od srednjeg slobodnog puta elektrona i blizu je Drobyjeve talasne dužine elektrona, elektroni koji se kreću naprijed-nazad između dvije površine filma će interferirati, a energija povezana s vertikalnim kretanjem površine će poprimiti diskretne vrijednosti, što će uticati na transport elektrona;
(4) Na površini, atomi se periodično prekidaju, a nivo površinske energije i broj generiranih površinskih stanja su istog reda veličine kao i broj površinskih atoma, što će imati veliki utjecaj na materijale s malim brojem nosioca kao što su poluprovodnici;
(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 utiče proces pripreme, većina njih se tokom procesa pripreme nalazi u neravnotežnom stanju. 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. Ovo je važna karakteristika tankoslojnih materijala i važan razlog zašto tankoslojni materijali privlače pažnju ljudi. Bez obzira da li se koriste hemijske ili fizičke metode, može se dobiti dizajnirani tanki film.