Чудо у области функционалних материјала
Каодијамантпримена, укључује широк спектар технологија и веома је тешка. Потребна су кооперативна истраживања у различитим областима да би се реализовала у релативно кратком временском периоду. У будућности је неопходно континуирано развијати и унапређивати CVD технологију раста дијаманата и истраживати применуCVD дијамантфилм у акустици, оптици и електрицитету. Постаће нови материјал за високотехнолошки развој у 21. веку. Примена CVD-а може се користити и за инжењерске материјале и за функционалне материјале. Следи само увод у његове функционалне примене.
Шта је функционални материјал? Функционални материјали се односе на различите материјале са физичким и хемијским функцијама као што су светлост, електрицитет, магнетизам, звук и топлота који се користе у индустрији и технологији, укључујући електричне функционалне материјале, магнетне функционалне материјале, оптичке функционалне материјале, суперпроводне материјале, биомедицинске материјале, функционалне мембране итд.
Шта је функционална мембрана? Које су њене карактеристике? Функционална мембрана се односи на танки филмски материјал са физичким својствима као што су светлост, магнетизам, електрична филтрација, адсорпција и хемијским својствима као што су катализа и реакција.
Карактеристике танкослојних материјала: Танкослојни материјали су типични дводимензионални материјали, односно велики су на две скале, а мали на трећој скали. У поређењу са уобичајено коришћеним тродимензионалним материјалима, имају многе карактеристике у перформансама и структури. Највећа карактеристика је да се нека својства функционалних филмова могу постићи посебним методама припреме танких филмова током припреме. Због тога су танкослојни функционални материјали постали врућа тема пажње и истраживања.
Каодводимензионални материјалНајважнија карактеристика танкослојних материјала је такозвана карактеристика величине, која се може користити за минијатуризацију и интеграцију различитих компоненти. Многе употребе танкослојних материјала заснивају се на овој тачки, а најтипичнија од њих је употреба у интегрисаним колима и за повећање густине складиштења компоненти рачунара.
Због мале величине, релативни удео површине и међусобног споја у танком филму је релативно велики, а својства која површина показује су изузетно изражена. Постоји низ физичких ефеката повезаних са површинским међусобним спојем:
(1) Селективни пренос и рефлексија узроковани ефектом светлосне интерференције;
(2) Нееластично расејање изазвано сударом између електрона и површине изазива промене у проводљивости, Холовом коефицијенту, ефекту струјног магнетног поља итд.;
(3) Пошто је дебљина филма много мања од средњег слободног пута електрона и близу је Дробијевој таласној дужини електрона, електрони који се крећу напред-назад између две површине филма ће се ометати, а енергија повезана са вертикалним кретањем површине ће попримити дискретне вредности, што ће утицати на транспорт електрона;
(4) На површини, атоми се периодично прекидају, а ниво површинске енергије и број генерисаних површинских стања су истог реда величине као и број површинских атома, што ће имати велики утицај на материјале са мало носилаца као што су полупроводници;
(5) Број суседних атома површинских магнетних атома се смањује, што узрокује повећање магнетног момента површинских атома;
(6) Анизотропија танкослојних материјала, итд.
Пошто на перформансе танкослојних материјала утиче процес припреме, већина њих се налази у неравнотежном стању током процеса припреме. Стога се састав и структура танкослојних материјала могу мењати у широком опсегу без ограничења равнотежним стањем. Стога, људи могу припремити многе материјале које је тешко постићи са расутим материјалима и добити нова својства. Ово је важна карактеристика танкослојних материјала и важан разлог зашто танкослојни материјали привлаче пажњу људи. Без обзира да ли се користе хемијске или физичке методе, може се добити дизајнирани танки филм.