{{{sourceTextContent.title}}}

Fabbricazione dei cristalli sintetici del diamante in un reattore del plasma

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

I ricercatori di Fraunhofer hanno fatto i diamanti di alta qualità ma artificiali.

{{{sourceTextContent.description}}}

Gli a cristallo sintetici del diamante sono di interesse a molti settori industriali. Le loro proprietà uniche rendono loro un materiale adatto per le numerose applicazioni compreso gli obiettivi per i rivelatori ad alta energia di ottica del laser, di radiazione dei raggi X ed i bisturi oftalmologici. Gli scienziati di Fraunhofer producono i diamanti artificiali in tutti i figure e formati che variano dai dischi alle figure tridimensionali e perfino alle sfere vuote. Presenteranno i loro prodotti del diamante a Hannover Messe dal 7-il 11 aprile alla cabina unita di Fraunhofer in Corridoio 2, alla cabina D18.

I diamanti sono altamente richiesti come monili e come forma di investimento di capitali. Sono inoltre stimati dalla comunità di ricerca, ma non a causa della loro luminosità o importanza simbolica? è le loro proprietà fisiche che rendono queste gemme preziose agli scienziati. I diamanti sono estremamente duri, hanno conducibilità termica impareggiabile ed hanno un acetato spettrale a banda larga che allunga da ultravioletto a infrared lontano, rendente loro il materiale ideale per una miriade di applicazioni differenti. Di conseguenza, ci è un grande mercato per i diamanti sintetici: possono tagliare attraverso l'acciaio come se sia stato carta, scavi il loro senso attraverso la terra sulle punte delle teste di perforazione, sia utilizzato come bisturi nei funzionamenti e possono fungere da sensori bio--elettrochimici per la rilevazione delle sostanze quale DNA.

I ricercatori all'istituto di Fraunhofer per fisica semi conduttrice applicata IAF a Freiburg fanno i diamanti sintetici del più di alta qualità. Producono le geometrie tridimensionali ed i dischi dei diametri e degli spessori differenti usando di deposizione chimica in fase di vapore plasma-aumentato (CVD), un processo tramite cui il diamante chimicamente è depositato su un substrato a partire dalla fase gassosa. Un substrato specialmente pretrattato del diossido di silicone o del silicone (silicone) è ricoperto di diamante per mezzo di plasma di microonda in un reattore ellissoidale. Fraunhofer IAF? il laboratorio del diamante di s contiene otto tali reattori del plasma per i diamanti crescenti nella forma policristallina (cioè composto di più piccoli cristalli innumerevoli) e single-crystal. Gli scienziati possono determinare l'orientamento di sviluppo policristallino del diamante applicando i piccoli cristalli di seme del diamante al substrato prima che il deposito del plasma accada. I diamanti monocristallini con una struttura di grata di cristallo omogenea continua, tuttavia, devono svilupparsi su un substrato single-crystal del diamante. ? Usiamo di deposizione chimica in fase di vapore perché permette che noi ricopriamo i più grandi substrati, diverso di altri processi di fabbricazione quale il metodo a temperatura elevata ad alta pressione. Che cosa? la s più, questo metodo permetterà noi di produrre i diamanti su di abbastanza qualità per uso nelle applicazioni elettroniche ed ai mezzi che possiamo depositare in modo omogeneo i diamanti con i diametri di fino a 10 cm sui substrati di silicone? condizioni Nicola Heidrich, responsabile del gruppo a Fraunhofer IAF. Ma fare i diamanti richiede la pazienza: i 100 strati nanometro-spessi di nanocrystalline o poli possono svilupparsi in un'ora; i monocristalli si sviluppano ad un tasso di fino a 20 micrometri un l'ora.

I dispositivi elettronici della ventosa rilevano le impurità

Uno dei vantaggi dei monocristalli è le loro proprietà riproducibili. Sono funzionate nelle figure geometriche normali e sono utilizzate per le applicazioni nei campi ottici ed elettronici, tra l'altro. Le applicazioni ottiche sono inoltre una zona che i diamanti policristallini sono adatti a grazie alla loro stabilità meccanica ed all'acetato sopra una gamma spettrale molto vasta. A Fraunhofer IAF il materiale è usato per fabbricare i micro obiettivi forma-flessibili. L'obiettivo è a forma di usando la pressione d'aria positiva, che piega la membrana e le elasticità esso una figura curva. L'aumento della pressione permette che gli scienziati aumentino la curvatura e fissino così la distanza focale della membrana del diamante. Poiché il diamante può chimicamente resistente, biocompatibile e sostenere le temperature estreme, gli scienziati stanno usandolo per sviluppare i sensori elettrochimici che in avvenire permetteranno loro di controllare la qualità dell'acqua durante i lungi periodi di tempo. Il diamante è inoltre un isolante elettrico che può trasformarsi in un conduttore aggiungendo il boro e fosforoso ad esso. I ricercatori stanno lavorando ai sensi sfruttare le relative proprietà elettroniche eccezionali per uso nei transistori e nelle componenti ad alto rendimento basati sugli effetti di quantum del futuro.

Sfere del diamante per domani? energia di s

Gli esperti in Fraunhofer IAF hanno acquistato padronanza dell'arte della produzione delle sfere vuote molto piccole del diamante sintetico nell'associazione con i materiali del diamante Gmbh, un prodotto derivato di Fraunhofer basato a Freiburg. Queste piccole sfere hanno potuto fare una parte centrale nella produzione di energia futura per mezzo di fusione atomica. Gli scienziati americani stanno costruendo un reattore a fusione nucleare per colpire una fonte leggermente di energia modellistica sul sole. La reazione nucleare è innescata quando i fasci laser urtano una sfera idrogeno-riempita vuota 2 millimetri di diametro e lo comprime a circa un decimillesimo del relativo volume originale. Questo processo fonde i nuclei atomici, liberanti gli importi enormi di energia. Tuttavia, dato che il processo di fusione funzionare le sfere deve essere perfettamente sferico e non avere difetti strutturali? allora possono le forze enormi realizzare soltanto i requisiti calcolati di fusione. ? Il diamante ha le proprietà ideali per questa applicazione? dice Heidrich. Ma come trasformano i dischi piani le sfere? Al centro della soluzione sono i globuli molto piccoli del silicone che sono mantenuti costantemente nel movimento in un reattore del plasma mentre sono ricoperti di diamante. Richiede circa 50 ore per lo spessore voluto del diamante all'accumulazione, di quale a punto gli scienziati lucidano le sfere e rimuovono il silicone dall'interno. Per ottenerlo, perforano un pozzo molto piccolo ed allora dissolvono il silicone dalla sfera usando una tecnica speciale acquaforte basata sull'ultrasuono. Il foro più successivamente servisce da punto di ingresso tramite cui inseriscono la carica di fusione del tritio e del deuterio nella sfera.

Gli ospiti a Hannover Messe interessati ad imparare più possono arrestarsi dalla cabina unita di Fraunhofer (D18) in Corridoio 2 e vedere per se stesso a che cosa la squadra di Freiburger sta lavorando. Montreranno la loro perizia di ricerca presentando le cialde del diamante in vari formati, elettrodi del diamante e sensori elettrochimici.