 Американские исследователи из Университета штата Северная Каролина недавно разработали новую технологию, благодаря которой становится возможным размещать алмазы на поверхность, состоящую из кубического нитрида бора. Для такой методики найдется огромное количество сфер применения в индустрии.
Кубический нитрид бора – это, как очевидно из названия, разновидность нитрида бора, обладающая кристаллической кубической структурой. Вещество обладает характеристиками, схожими со свойствами алмаза, однако, кроме того, имеет ряд преимуществ, включая большую ширину энергетической щели. Такое свойство делает нитрид бора полезным для устройств, в которых используется высокая энергия. Кроме того, к кубическому нитриду бора можно добавлять другие вещества для того, чтобы создавать позитивно и негативно заряженные слои. А это означает, что кубический нитрид бора может быть использован для изготовления транзисторов. Кроме того, материал формирует стабильную оксидную пленку на своей поверхности, когда он подвергается воздействию кислорода. Так материал становится стабильным даже при очень высоких температурах.
«При помощи кубического нитрида бора можно конструировать устройства высокой мощности, такие как, например, твердотельные трансформаторы. Эти устройства будут необходимы для того, чтобы создать энергетическую систему нового поколения», говорит Джей Нараян, профессор материаловедения и инженерии из Университета штата Северная Каролина. Джей Нараян является ведущим автором исследования, отчет о котором опубликован в журнале Journal of Applied Physics.
«Кроме того, кубический нитрид бора со «вживленным» в него алмазом может быть использован для создания режущих инструментов, высокоскоростных инструментов для обрабатывающих инструментов и бурильных установок для работы на дне моря. Алмаз – это очень твердое вещество, однако, у него есть одно отрицательное свойство: оно имеет тенденцию окисляться, трансформируясь, таким образом, в графит. А графит гораздо мягче алмаза. Кроме того, алмаз взаимодействует с железом. Таким образом, материал сложно использовать для изготовления инструментов из нержавеющей стали. Вот тут в дело вступает кубический нитрид бора: он решит все вышеперечисленные проблемы».
Для того, чтобы создать единую кристаллическую структуру, команда разработчиков Джея Нараяна начала с формирования субстрата кубического нитрида бора. Это было сделано при помощи технологии, которая была разработана в лаборатории Джея Нараяна ранее в этом году. Затем использовалось импульсно-лазерное напыление – технология получения покрытий и пленок при помощи конденсации на поверхности основания продуктов взаимодействия в вакууме импульсного лазерного излучения с материалом подложки. Благодаря этой методике слой алмаза был соединен с субстратом. Этот процесс происходил при температуре, приблизительно, в пятьсот градусов Цельсия в среде с оптимизированным давлением. Технология импульсно-лазерного напыления также позволяет контролировать толщину слоя алмазного покрытия.
«Все это проделывается в одном помещении. Так процесс отнимает гораздо меньше времени и энергии», комментирует новую разработку профессор Нараян. «Все, что вам потребуется – это твердый углерод и нитрид бора. Наша новая технология является щадящей по отношению к окружающей среде».
Джеем Нараяном была организована новая компания под названием Q-Carbon LLC. Технология будет лицензирована, а специалисты компании убедятся, чтобы методика нашла свои применения в индустрии.
|
