Materiali CVD
Diamante drogato con boro CVD
Numero articolo : cvdm-07
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Diametro
- 100 mm
- Spessore
- 0,3-2 mm
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Il diamante drogato con boro per deposizione chimica da vapore (CVD) è un materiale unico che combina le straordinarie proprietà del diamante con una conducibilità elettrica controllabile. Introducendo con precisione atomi di boro nel reticolo del diamante durante la crescita CVD, il diamante diventa un materiale versatile con proprietà elettriche personalizzate, che vanno da isolanti ad altamente conduttive. Ciò consente diverse applicazioni in elettronica, sensori, gestione del calore, ottica e tecnologie quantistiche.
Applicazioni
Il diamante drogato con boro per deposizione chimica da vapore (CVD) è un materiale versatile con proprietà eccezionali, che offre soluzioni uniche alle sfide di diversi settori, dall'elettronica alle tecnologie quantistiche. Il suo continuo sviluppo e la sua integrazione in varie applicazioni promettono di far progredire la tecnologia e la ricerca scientifica negli anni a venire.
- Elettronica: Dispositivi elettronici ad alta potenza, transistor ad alta frequenza, diodi, transistor a effetto di campo (FET).
- Sensori: Temperatura, pressione, radiazione, composizione dei gas
- Gestione del calore: Diffusori di calore, dissipatori di calore, soluzioni di gestione termica
- Ottica e fotonica: Finestre ottiche, lenti, substrati per esperimenti di ottica quantistica
- Tecnologie quantistiche: Informatica quantistica, comunicazione quantistica, applicazioni di rilevamento quantistico
Caratteristiche
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Eccezionale conduttività termica: Il diamante drogato con boro CVD possiede un'eccezionale conduttività termica, che consente un'efficiente dissipazione del calore nell'elettronica ad alta potenza, nei sistemi laser e nella microelettronica.
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Conduttività elettrica personalizzabile: Grazie al controllo preciso della concentrazione di boro durante il processo di crescita CVD, la conducibilità elettrica del diamante drogato con boro CVD può essere personalizzata in un'ampia gamma, da isolante ad altamente conduttiva.
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Ampia trasparenza spettrale: Il diamante drogato con boro CVD presenta una trasparenza in un'ampia gamma spettrale, che lo rende adatto ad applicazioni nell'ottica e nella fotonica, come finestre e lenti ottiche.
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Ospitalità del centro colore: Il diamante drogato con boro può ospitare centri di colore, che sono difetti nel reticolo del diamante che presentano proprietà ottiche uniche. Questi centri di colore trovano applicazione negli esperimenti di ottica quantistica e nell'elaborazione di informazioni quantistiche.
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Alta tensione di rottura: Il diamante drogato con boro CVD è in grado di resistere a tensioni di rottura elevate, che lo rendono ideale per i dispositivi elettronici ad alta potenza che operano in ambienti difficili.
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Elevata mobilità dei portatori: Il diamante drogato con boro possiede un'elevata mobilità dei portatori, che consente velocità di commutazione più elevate e migliori prestazioni nei dispositivi elettronici.
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Ampia finestra di potenziale: Il diamante drogato con boro ha un'ampia finestra di potenziale di circa 3,5 V, che consente l'applicazione di "sovrapotenziali" per stimolare reazioni chimiche ad alta energia.
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Basse correnti di fondo: Gli elettrodi di diamante drogato con boro presentano basse correnti di fondo nelle scansioni di voltammetria ciclica, grazie al piccolo strato di capacità all'interfaccia del semiconduttore con le soluzioni elettrolitiche.
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Inerzia chimica: Il diamante drogato con boro CVD è chimicamente inerte e quindi resistente alla corrosione e adatto ad ambienti difficili.
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Proprietà quantistiche: Il diamante drogato con boro ha applicazioni promettenti nelle tecnologie quantistiche, come l'informatica quantistica, la comunicazione quantistica e il rilevamento quantistico, grazie ai suoi lunghi tempi di coerenza e alla capacità di ospitare singoli bit quantistici (qubit) a temperatura ambiente.
Principio
Il diamante drogato con boro per deposizione chimica da vapore (CVD) viene creato introducendo atomi di boro nel reticolo del diamante durante il processo di crescita CVD. Questo processo di drogaggio controlla la conduttività elettrica del materiale, consentendo una personalizzazione da isolante ad altamente conduttivo.
Vantaggi
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Comportamento semiconduttivo: Il drogaggio del boro introduce portatori di carica nel reticolo del diamante, consentendo di controllare la conduttività elettrica, che va da isolante ad altamente conduttiva, rendendolo adatto a varie applicazioni elettroniche.
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Elevata conduttività termica: Il diamante drogato con boro possiede un'eccezionale conducibilità termica, superiore a quella di altri semiconduttori, che consente un'efficiente dissipazione del calore nei dispositivi elettronici ad alta potenza, nei sistemi laser e nella microelettronica.
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Ampia trasparenza spettrale: Il diamante drogato con boro presenta una trasparenza in un'ampia gamma spettrale, dall'ultravioletto all'infrarosso, che lo rende prezioso per finestre ottiche, lenti e applicazioni in ottica e fotonica.
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Centri di colore: Il diamante drogato con boro può ospitare centri di colore, che sono difetti su scala atomica con proprietà ottiche e di spin uniche. Questi centri di colore trovano applicazione nelle tecnologie quantistiche, tra cui l'informatica quantistica, la comunicazione quantistica e il rilevamento quantistico.
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Inerzia chimica: Il diamante drogato con boro è chimicamente inerte, resistente agli ambienti difficili e compatibile con varie sostanze chimiche, il che lo rende adatto ad applicazioni in condizioni corrosive o estreme.
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Durezza meccanica: Il diamante drogato con boro eredita l'eccezionale durezza meccanica del diamante, garantendo durata e resistenza all'usura, anche nelle applicazioni più difficili.
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Proprietà elettriche personalizzate: La concentrazione di atomi di boro può essere controllata con precisione durante il processo di crescita CVD, consentendo di personalizzare la conduttività elettrica del materiale in un'ampia gamma, permettendo l'ottimizzazione per applicazioni specifiche.
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Deposizione a bassa temperatura: Il processo di deposizione chimica da vapore (CVD) viene tipicamente eseguito a basse temperature, consentendo l'integrazione con un'ampia gamma di substrati e la compatibilità con vari processi di fabbricazione dei dispositivi.
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Compatibilità industriale: Il diamante drogato con boro CVD è compatibile con i processi di produzione industriale e consente una produzione scalabile ed economica, rendendolo adatto ad applicazioni in grandi volumi.
Specifiche tecniche
| Dimensioni disponibili: | Diametro 100 mm, spessore 0,3-2 mm |
|---|---|
| Concentrazione di boro [B]: | Da 2 a 6 x 1020 atomi /cm3, media su 0,16 mm2 |
| Resistività di massa (Rv): | Da 2 a 1,8 x 10-3 Ohm m, ± 0,25 x 10-3 Ohm m |
| Finestra del solvente: | >3.0V |
FAQ
Quali Sono Le Principali Applicazioni Dei Materiali Diamantati?
Che Cos'è La Deposizione Fisica Da Vapore (PVD)?
Quali Sono I Vantaggi E Le Applicazioni Principali Del Diamante Drogato Con Boro Per Deposizione Chimica Da Vapore (CVD)?
Quali Sono I Vantaggi Dell'utilizzo Dei Materiali Diamantati Nelle Applicazioni Industriali?
Che Cos'è Lo Sputtering Magnetronico?
Come Si Ottiene Il Drogaggio Del Boro Durante La Crescita Dei Film Di Diamante?
Quali Sono I Tipi Di Materiali Diamantati Disponibili?
Perché Lo Sputtering Magnetronico?
Qual è La Relazione Tra La Concentrazione Di Atomi Di Boro E La Conducibilità Elettrica Del Film Di Diamante?
Qual è Il Principio Alla Base Dell'uso Dei Materiali Diamantati Negli Utensili Da Taglio?
Quali Sono I Materiali Utilizzati Nella Deposizione Di Film Sottili?
La deposizione di film sottili utilizza comunemente metalli, ossidi e composti come materiali, ciascuno con vantaggi e svantaggi unici. I metalli sono preferiti per la loro durata e facilità di deposizione, ma sono relativamente costosi. Gli ossidi sono molto durevoli, resistono alle alte temperature e possono essere depositati a basse temperature, ma possono essere fragili e difficili da lavorare. I composti offrono resistenza e durata, possono essere depositati a basse temperature e personalizzati per esibire proprietà specifiche.
La scelta del materiale per un rivestimento a film sottile dipende dai requisiti dell'applicazione. I metalli sono ideali per la conduzione termica ed elettrica, mentre gli ossidi sono efficaci per offrire protezione. I composti possono essere personalizzati per soddisfare esigenze specifiche. In definitiva, il materiale migliore per un particolare progetto dipenderà dalle esigenze specifiche dell'applicazione.
Come Si Può Personalizzare La Conduttività Elettrica Del Film Di Diamante?
Perché Il Diamante Sintetico è Preferito Al Diamante Naturale Nelle Applicazioni Industriali?
Quali Sono I Metodi Per Ottenere Una Deposizione Ottimale Di Film Sottili?
Per ottenere film sottili con proprietà desiderabili, sono essenziali target di sputtering e materiali di evaporazione di alta qualità. La qualità di questi materiali può essere influenzata da vari fattori, come la purezza, la dimensione dei grani e le condizioni della superficie.
La purezza dei target di sputtering o dei materiali di evaporazione svolge un ruolo cruciale, poiché le impurità possono causare difetti nel film sottile risultante. Anche la dimensione dei grani influisce sulla qualità del film sottile, con grani più grandi che portano a proprietà scadenti. Inoltre, le condizioni della superficie sono cruciali, poiché le superfici ruvide possono causare difetti nel film.
Per ottenere bersagli di sputtering e materiali di evaporazione della massima qualità, è fondamentale selezionare materiali che possiedano un'elevata purezza, una piccola dimensione dei grani e superfici lisce.
Usi Della Deposizione A Film Sottile
Film sottili a base di ossido di zinco
I film sottili di zinco trovano applicazione in diversi settori, come quello termico, ottico, magnetico ed elettrico, ma il loro impiego principale è nei rivestimenti e nei dispositivi a semiconduttore.
Resistenze a film sottile
Le resistenze a film sottile sono cruciali per la tecnologia moderna e sono utilizzate in ricevitori radio, circuiti stampati, computer, dispositivi a radiofrequenza, monitor, router wireless, moduli Bluetooth e ricevitori per telefoni cellulari.
Film sottili magnetici
I film sottili magnetici sono utilizzati nell'elettronica, nella memorizzazione dei dati, nell'identificazione a radiofrequenza, nei dispositivi a microonde, nei display, nei circuiti e nell'optoelettronica come componenti chiave.
Film sottili ottici
I rivestimenti ottici e l'optoelettronica sono applicazioni standard dei film sottili ottici. L'epitassia a fascio molecolare può produrre dispositivi optoelettronici a film sottile (semiconduttori), dove i film epitassiali sono depositati un atomo alla volta sul substrato.
Film sottili polimerici
I film sottili polimerici sono utilizzati nei chip di memoria, nelle celle solari e nei dispositivi elettronici. Le tecniche di deposizione chimica (CVD) offrono un controllo preciso dei rivestimenti di film polimerici, compresi la conformità e lo spessore del rivestimento.
Batterie a film sottile
Le batterie a film sottile alimentano dispositivi elettronici come i dispositivi medici impiantabili, e la batteria agli ioni di litio è progredita in modo significativo grazie all'uso di film sottili.
Rivestimenti a film sottile
I rivestimenti a film sottile migliorano le caratteristiche chimiche e meccaniche dei materiali di destinazione in varie industrie e campi tecnologici. Rivestimenti antiriflesso, rivestimenti anti-ultravioletti o anti-infrarossi, rivestimenti antigraffio e polarizzazione delle lenti sono alcuni esempi comuni.
Celle solari a film sottile
Le celle solari a film sottile sono essenziali per l'industria dell'energia solare, in quanto consentono la produzione di elettricità pulita e relativamente economica. I sistemi fotovoltaici e l'energia termica sono le due principali tecnologie applicabili.
Quali Sono Le Limitazioni O Le Sfide Associate Alla Fabbricazione Di Film Di Diamante Drogato Con Boro?
Fattori E Parametri Che Influenzano La Deposizione Di Film Sottili
Rapidità di deposizione:
La velocità di produzione del film, tipicamente misurata in spessore diviso per il tempo, è fondamentale per selezionare una tecnologia adatta all'applicazione. Per i film sottili è sufficiente una velocità di deposizione moderata, mentre per i film spessi è necessaria una velocità di deposizione rapida. È importante trovare un equilibrio tra velocità e controllo preciso dello spessore del film.
Uniformità:
La consistenza del film sul substrato è nota come uniformità, che di solito si riferisce allo spessore del film ma può anche riguardare altre proprietà come l'indice di rifrazione. È importante avere una buona comprensione dell'applicazione per evitare di sotto- o sovra-specificare l'uniformità.
Capacità di riempimento:
La capacità di riempimento o copertura del gradino si riferisce a quanto il processo di deposizione copre la topografia del substrato. Il metodo di deposizione utilizzato (ad esempio, CVD, PVD, IBD o ALD) ha un impatto significativo sulla copertura dei gradini e sul riempimento.
Caratteristiche del film:
Le caratteristiche del film dipendono dai requisiti dell'applicazione, che possono essere classificati come fotonici, ottici, elettronici, meccanici o chimici. La maggior parte dei film deve soddisfare i requisiti di più di una categoria.
Temperatura di processo:
Le caratteristiche del film sono significativamente influenzate dalla temperatura di processo, che può essere limitata dall'applicazione.
Danni:
Ogni tecnologia di deposizione ha il potenziale di danneggiare il materiale su cui viene depositato, con caratteristiche più piccole che sono più suscettibili ai danni di processo. L'inquinamento, le radiazioni UV e il bombardamento ionico sono tra le potenziali fonti di danno. È fondamentale comprendere i limiti dei materiali e degli strumenti.
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