Wafer Diamant Féintacaíochta 5-orlach! Sroicheann Cruas 208.3 GPa

Wafer Diamant Féintacaíochta 5-orlach! Sroicheann Cruas 208.3 GPa

Tá feidhmeanna tábhachtacha ag Diamond, mar an t-ábhar is deacra sa nádúr, i meaisínithe ultra-bheachtais, leathsheoltóirí agus aeraspáis. Tá modhanna traidisiúnta ardteochta agus brú ard do shintéis diamanta thíos le srianta i méid, láithreacht nascóirí, agus deacracht le cruas a bhaint amach ar mó é ná diamaint nádúrtha. Cé go bhfuil feabhas suntasach tagtha ar chruas an dul chun cinn a rinneadh le déanaí i ndearadh nanastruchtúir (cosúil le nana-bhuachan), is gnách nach mbíonn méideanna na samplaí ach sa raon milliméadar, agus tá na coinníollacha sintéise an-mhór, rud a fhágann go bhfuil sé deacair táirgeadh ar scála mór orlach, ceanglóra{{7}saor in aisce, ultra{{8}diamaint chrua a bhaint amach. Cé go bhfuil an poitéinseal ag teicneolaíocht sil-leagan ceimiceach gaile (CVD) diamaint mhóra a tháirgeadh, tá sé deacair le fada a chruas dul thar 200 GPa. Mar sin, tá géarghá anois sa réimse seo le modh nua a fhorbairt chun diamaint mhóra, ultra-chrua a ullmhú faoi smacht.

 

D'fhoilsigh foireann taighde faoi stiúir Li Chengming agus Liu Jinlong ó Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Beijing agus Lu Yang ó Ollscoil Hong Cong páipéar taighde dar teideal "Inch{0}}scála ultrahard Diamond wafer le cruas 200 GPa trí mheán ardmhinicíochta ceirteacha fás neamhchothromaíochta áitiúil" san iris Nature Communications.

 

Trí chóras sil-leagan ceimiceach plasma plasma micreathonn féinfhorbartha, thug an fhoireann taighde isteach straitéis dópála nítrigine bíogach timthriallach ardmhinicíochta chun rialú áitiúil neamhchothromaíochta a bhaint amach le linn an phróisis fáis diamanta, agus d’éirigh léi-wafer diamaint ultra{{4}chrua a thacú le trastomhas de thart ar 5 orlach agus tiús muilinn a ullmhú. Shroich cruas Vickers an wafer 208.3 GPa, atá inchomparáide leis an méid a bhí ag diamaint nana-winnte a tuairiscíodh roimhe seo, agus bhí a fhriotaíocht chaitheamh thart ar 7 n-uaire níos airde ná na diamaint ilchriostalach traidisiúnta. Léirigh micreascópacht leictreoin tarchurtha ardtaifigh agus teicnící tréithrithe eile gur cruthaíodh líonra locht cruachta ard-dlúis tríthoiseach (dlús a shroicheann 4.3 × 10¹² cm⁻²) laistigh den wafer, agus shoilsigh sé na meicníochtaí micreascópacha trína laghdaítear cruachta lochta nítrigine trí chruas dópála nítrigine a fheabhsú. Soláthraíonn an obair seo cur chuige nua maidir le hullmhú mórscála de dhiamaint chrua ultramhéide agus a bhfeidhmchláir i réimsí ardphróiseála.

 

D’éirigh leis an taighde seo sliseog ultra-diamanta crua a tháirgeadh le trastomhas 5 orlach agus cruas 208.3 GPa. Ag baint úsáide as teicníc sil-leagan ceimiceach plasma plasma micreathonnta ard-minicíochta bíogach féindheartha, agus ag baint úsáide as hidrigin, meatán, nítrigin, agus méid beag ocsaigine mar gháis foinse, fásadh substráit diamanta ilchriostalach 5-orlach le tiús thart ar 2.8 mm ar fhoshraith graifíte ar dtús. Ina dhiaidh sin, trí phróiseas dópála nítrigine bíogach ar ardmhinicíocht, rinneadh an t-am sreafa gáis nítrigine a rialú go beacht i ngach timthriall (6 soicind ar a laghad). Trí úsáid a bhaint as adaimh nítrigine chun an timpeallacht plasma a mhilleadh, cruthaíodh coinníollacha fáis logánta neamhchothromaíochta. Mar thoradh air seo cruthaíodh líonra locht cruachta ultra-dlúis tríthoiseach laistigh den Diamond, ag baint amach feidhmíocht den scoth le cruas faoi dhó agus méadú seacht n-uaire ar fhriotaíocht chaitheamh.