Алмазними плівками навчилися покривати будь-які поверхні

Європейські фізики створили метод нанесення алмазних плівок нанометрової товщини на підкладку з практично будь-якого матеріалу. Як тестові зразки вони створили кілька електронних пристроїв, а також механічних резонаторів. Препринт роботи викладено на сайті arxiv.org. Автори отримували алмазні плівки на основі кварцового субстрату, «усіяного» нано-алмазами, які виступали як зародки будушів плівки. В якості основного методу використовувалося плазмово-хімічне осадження з газової фази (ХОДФ): субстрат поміщався у водневу плазму з невеликою концентрацією метану, система підтримувалася при темпераутрі 510-560 градусів Цельсія і тиску 33-40 мільбар. Ключовою особливістю роботи стала наступна ідея авторів: умови зростання плівки (температура, тиск, наявність домішок) можна підібрати так, що після досягнення певної товщини вона почне тріскатися. З одного боку це веде до того, що не можна отримати алмазну плівку великої товщини, з іншого боку, таким шляхом можна домогтися відшаровування фрагментів плівки від субстрату. Потім фрагмент потрібного розміру і форми можна підняти за допомогою клейкої стрічки і помістити на будь-яку підкладку, після чого стрічку акуратно відклеїти: на цей процес потрібно близько десяти хвилин.


Для демонстрації концепту автори створили два електроди на основі алмазної плівки, допованої атомами бору. Також вони зробили кілька механічних резонаторів з кварцової підкладки з отвором заданого діаметра, на яку поміщали алмазну плівку, яка виступала як барабанна мембрана. Вимірені характеристики всіх демонстраційних пристроїв перебували у відповідність до літературних даних і теоретичних уявлень для аналогів, на підставі чого автори виносять позитивний вердикт своїй роботі. Сам по собі синтез алмазних наноплівок не є новою ідеєю. Такі об'єкти порівняно давно відомі завдяки своїм унікальним набором властивостей: величезна теплопровідність, напівпровідність (якщо їх допувати атомами інших елементів), механічна міцність, прозорість, біологічна інертність, доступність для хімічної модифікації, - це тільки частина списку. Однак їх застосування обмежується складністю синтезу, а саме тієї його частини, де плівку треба відокремити від субстрату і помістити на потрібну підкладку. Саме цю проблему вирішує справжня робота. Однак автори бачать і обмеження: так, вибір відповідного фрагмента плівки здійснюється за допомогою оптичного мікроскопа і займає досить багато часу, що виключає можливість автоматизації. Тим не менш, в областях, де важливі точні властивості, а не великотоннажність, новий метод може знайти своє застосування. Вкотре варто відзначити використання клейкої стрічки в наукових відкриттях: у попередньому випадку «скотч» прославився у відкритті графена нобелівськими лауреатами Олександром Геймом і Костянтином Новоселовим. Цього разу головним героєм роботи виступав не він, а спеціально синтезована стрічка з полідіметилсілоксану (ПДМС), проте ідея і концепція залишилися колишніми.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND