人工鑽石
人們開發鑽石的歷程,從牛糞、木炭、骨灰到頭髮,每一種的來源都有著同樣的一個核心---「碳」。只要有機物質裡頭帶有著的碳,都可還原長出鑽石來,此也是人工鑽石的一個開端。
(圖片摘自網路,若有侵權敬請告知)
人工鑽石可以透過高壓高溫 (HPHT,High Pressure and High Temperature) 合成法或化學氣相沉積 (CVD, Chemical Vapor Deposition) 法來生長。目前主流的鑽石合成方法是使用透過 HPHT 或 HPHT 合成生長的鑽石基底作為基底,然後透過化學氣相沉積法在其上面進行同質外延的生長。然而,雖然 HPHT 合成法可以產生優質的晶體,但無法獲得大直徑的晶體,可獲得之基底尺寸僅限於小尺寸的。
前個月在南港的展會上,是看到某司採用了異質外延法,可以獲得大直徑的鑽石基板。異質外延法是使用鑽石以外的異質基板作為基底,原則來說,如果存在一個可供鑽石生長的大型基底,極有可能獲得與該基底直徑相同的鑽石。
環視現況,目前仍無適當鑽石基板這樣的合成材料,導致鑽石的生長仍顯困難。此外,基板由於與鑽石基板之間的熱膨脹係數和晶格常數差異,會產生應力和錯位,導致晶體品質下降和出現裂縫。因此,該司將世界首創的銥/藍寶石基板生長技術與新開發的鑽石微針生長法*¹相結合,成功地降低了異質外延生長引起的應力和裂縫,從而能夠穩定地生產出與高溫高壓合成技術相當的高品質鑽石基板。
(牛糞不但能做鑽石,貴州人甚至拿它來當珍饈!牛胃裡第一個胃室「瘤胃」沒有消化完畢前仍未跑到大腸裡的草,加水、攪拌、過濾搾出的草汁,再加入牛膽汁,即可做為「牛癟火鍋」的湯底。對此人家是大膽放心朵頤,因為餵養這牛隻吃的全都是精心割來的天然牧草和中藥草,才能得到最好的癟汁,如果餵養是胡亂的稻草或黑麥草,做出來的牛癟肯定不行。又名「牛屎火鍋」的這,為苗族、侗族和東南亞人,素來是招待貴賓的頂級料理。不苦也不辣,又加上一些中藥佐料入鍋,文火慢熬,帶點青草味的這在吃過後據說是治消炎、胃痛、感冒、鄉愁的傳統美食呢)
為了進一步實現大直徑化,該司充分發揮作為藍寶石基板製造商的優勢,對用作基底基板的藍寶石晶體進行精密控制,並開發出一種新的階梯流生長法*²,即在表面略微傾斜的銥/藍寶石基板上橫向生長鑽石晶體,成功培育出工業應用所需的直徑2英寸(約50毫米)的人工鑽石晶體。該司人員也說他們目前正在推動下一階段的工作,開發直徑4英吋的鑽石晶體。
人工鑽石因具備多項優異的特性,除大家所知道用於寶飾品外,它還被視為終極的半導體材料:
1.散熱效率遠勝傳統材料,可以承載最大的電流電壓。
2.同個面積上所能做的電路最多,大幅降低能量損耗。
3.極端環境中依然可穩定運作,計算傳輸速度極快。
4.與矽(Si)、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)相比,人工鑽石展現著極大的材料潛力,是未來高階運用的絕佳選擇。
人工鑽石商業化後在工業上的運用:
1.需要高功率元件的電動車、基地台、無人機等。
2.雷達衛星和航太設備。
3.量子電腦元件。
4.抗輻射、熱界面的材料。
看過上邊介紹,不難令人理解到世間萬物皆有著資性、逸性、靈性,您可別不信,即便人工鑽石也有其石性,不是?
(有著需求就有會有著供給,有供給即會產生新的需求。同樣能夠閃閃發亮,指引前程,增加信心,破除黑暗的「光明燈」每到年底各大廟前莫不大排長龍,可見一斑!點光明燈的種類越來越加多元,除了光明燈外,隨著宮廟、寺廟祭祀之神明的不同,亦有其他的點燈種類帶有不同含意,像是太歲燈、文昌燈、發財燈、姻緣燈、平安燈、藥師燈、拜斗燈、寵物健康長壽燈…不斷在創新需求。至於最有意義的光明燈,左看右看,上看下看,該是善心人士樂捐道路街燈這樣的「光明燈」最具佛性)
*1微針生長法
此方法是在鑽石層晶體生長過程中,形成一種層狀結構,其中直徑幾微米、長度數十微米的鑽石針以數十微米的間隔垂直和水平排列。此方法已成功生產出直徑1英吋的鑽石晶片。然而,複雜的製造流程帶來了成本挑戰。
*2階梯流生長法
將基板表面透過階梯式的傾斜,使其偏離晶面的取向,讓基板表面形成間距均勻的原子梯階。這樣,當鑽石晶體生長時,階梯會橫向流動,從而降低應力並提高晶體品質。
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