خصائص وتطبيقات أغشية الماس - الفصل الثاني

الخصائص الكهربائية وتطبيقات أغشية الماس
يتميز الماس بنطاق ترددي محظور، وحركية حاملات عالية، وموصلية حرارية جيدة، ومعدل انجراف إلكتروني مشبع مرتفع، وثابت عزل كهربائي منخفض، وجهد انهيار عالٍ، وحركية عالية للإلكترونات والفجوات، وغيرها. ويفوق جهد انهياره جهد انهيار السيليكون (Si) وجاليوم أرسينيد (GaAs) بمرتبتين من حيث الحجم، كما أن حركية الإلكترونات والفجوات فيه أعلى بكثير من حركية السيليكون أحادي البلورة. ويمكن استخدام أغشية الماس كمادة شبه موصلة واسعة النطاق. وقد نجحت الأبحاث الحالية في استخدام الماس في تصنيع منتجات السيليكون (مثل أجهزة محاكاة الدوائر المنطقية)، حيث تعمل هذه الأجهزة بكفاءة حتى في درجات حرارة أقل من 600 درجة مئوية، مما يمنحها آفاقًا واعدة في مجال أشباه الموصلات عالية الحرارة. وبفضل فجوة النطاق الواسعة للماس، يمكن استخدامه في تطبيقات مثل انبعاث الضوء الأزرق، وكشف الأشعة فوق البنفسجية، والأجهزة منخفضة التسريب.

الخصائص البصرية وتطبيقات الأغشية الرقيقة من الماس
يتمتع الماس بخصائص بصرية ممتازة، فبالإضافة إلى وجود قمم امتصاص صغيرة (ناتجة عن اهتزازات الفونونات) في نطاق 3-5 ميكرومتر، يمتد نطاق امتصاصه من الأشعة تحت الحمراء الخارجية (225 نانومتر) إلى الأشعة تحت الحمراء البعيدة (25 ميكرومتر) على كامل النطاق، يتميز الماس بنفاذية عالية، مما يجعله مادة مثالية لنوافذ أجهزة الليزر والكواشف عالية الطاقة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. ونظرًا لشفافيته البصرية في نطاق الأشعة تحت الحمراء، يُعد الماس مادة مثالية لإنتاج نوافذ بصرية خارجية عالية الكثافة ومقاومة للتآكل، ويمكن استخدامه في اعتراض الصواريخ. كما أن معامل انكسار الماس العالي يجعله مناسبًا للاستخدام كطبقة عاكسة لتقليل انعكاس أشعة الشمس. ولا يتشوه غشاء الماس بسهولة عند اختراق موجات الرادار، مما يجعله مناسبًا للاستخدام كغطاء راداري للصواريخ التي تحلق بسرعة تفوق سرعة الصوت، حيث لا تتحمل رادارات المخروط الرأسي درجات الحرارة العالية، كما أنها مقاومة لقطرات المطر والغبار المتطاير بسرعة عالية. إن استخدام الماس في صناعة الرادار لا يوفر فقط تبديدًا سريعًا للحرارة ومقاومة جيدة للتآكل، بل يمكنه أيضًا حل مشكلة انصهار الرادار في الطيران عالي السرعة في درجات الحرارة العالية.
تطبيقات أخرى لأغشية الماس
يتميز غشاء الماس بمعامل يونغ ومعامل مرونة عاليين، مما يُسهّل نقل الموجات الصوتية عالية التردد بدقة عالية، وهو نوع جديد من المواد لصنع مرشحات الموجات الصوتية السطحية عالية الحساسية. يتمتع الماس بمعامل مرونة عالٍ وسرعة انتشار صوت عالية، ويمكن استخدامه كمكبر صوت عالي الدقة لأنظمة الصوت عالية الجودة.
يتميز الماس بمعامل مرونة عالٍ وسرعة عالية لانتشار الصوت، لذلك يمكن استخدامه كمادة غشاء اهتزازي لمكبرات الصوت عالية الدقة للصوت عالي الجودة.
إضافةً إلى ذلك، يتمتع الماس بثبات كيميائي جيد ومقاومة للتآكل بفعل الأحماض غير المؤكسدة في درجات حرارة مختلفة. ومكونه الرئيسي، الكربون، مادة غير سامة وغير ملوثة لا تتفاعل مع جسم الإنسان. ولأن الماس لا يتفاعل مع دم الإنسان وسوائل الأنسجة الأخرى، فهو يُعدّ مادة مثالية للزراعة الحيوية الطبية، ويمكن استخدامه في صناعة صمامات القلب الاصطناعية.

– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا