คุณสมบัติทางไฟฟ้าและการใช้งานของฟิล์มเพชร
เพชรยังมีแบนด์วิดท์ที่กว้าง การเคลื่อนที่ของพาหะสูง การนำความร้อนที่ดี อัตราการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวสูง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ แรงดันพังทลายสูง และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและโฮลสูง เป็นต้น แรงดันพังทลายของเพชรสูงกว่าซิลิคอนและแกลเลียมแอสฟัลต์ถึงสองเท่า และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและโฮลก็สูงกว่าซิลิคอนผลึกเดี่ยวมาก ฟิล์มเพชรสามารถใช้เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีแบนด์วิดท์กว้างได้ ปัจจุบันมีการวิจัยที่ประสบความสำเร็จในการสร้างโครงสร้างภายนอกของเพชรที่คล้ายกับซิลิคอน (เช่น แผงวงจรและวงจรลอจิก) อุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำงานได้ตามปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600 องศาเซลเซียส และมีโอกาสในการใช้งานอย่างมากในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อุณหภูมิสูง เนื่องจากแบนด์แก็ปที่กว้างของเพชร จึงสามารถใช้สำหรับการเปล่งแสงสีน้ำเงิน การตรวจจับแสงอัลตราไวโอเลต และอุปกรณ์ที่มีการรั่วไหลต่ำ
คุณสมบัติทางแสงและการประยุกต์ใช้งานของฟิล์มเพชรบาง
เพชรมีคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยม นอกจากจะมีจุดดูดกลืนแสงเล็กๆ (เกิดจากการสั่นของโฟนอน) ในช่วง 3-5 ไมโครเมตรแล้ว ยังครอบคลุมช่วงคลื่นตั้งแต่ช่วงนอก (225 นาโนเมตร) ไปจนถึงอินฟราเรดไกล (25 ไมโครเมตร) เพชรยังมีการส่งผ่านแสงสูง จึงเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับทำหน้าต่างเลเซอร์และตัวตรวจจับอินฟราเรดกำลังสูง ความโปร่งใสของเพชรในช่วงอินฟราเรด ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตหน้าต่างแสงภายนอกที่มีความหนาแน่นสูง ทนต่อการกัดกร่อน และสามารถใช้เป็นหน้าต่างอินฟราเรดสำหรับสกัดกั้นขีปนาวุธได้ นอกจากนี้ ดัชนีหักเหของเพชรยังสูง สามารถใช้เป็นฟิล์มสะท้อนแสงเพื่อลดการสะท้อนจากแสงอาทิตย์ได้ ฟิล์มเพชรที่ทะลุทะลวงคลื่นเรดาร์ได้นั้นไม่บิดเบี้ยวได้ง่าย ด้วยคุณลักษณะนี้ จึงสามารถใช้เป็นโดมเรดาร์ สำหรับเครื่องบินและขีปนาวุธที่บินด้วยความเร็วเหนือเสียง อย่างไรก็ตาม หัวกรวยเรดาร์ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูง และยากที่จะทนต่อฝนและฝุ่นละอองที่พุ่งเข้ามาด้วยความเร็วสูงได้ การนำเพชรมาใช้ทำเป็นเรโดม ไม่เพียงแต่ระบายความร้อนได้เร็วและทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเท่านั้น แต่ยังสามารถแก้ปัญหาการหลอมละลายของเรโดมขณะบินด้วยความเร็วสูงได้อีกด้วย
การใช้งานอื่นๆ ของฟิล์มเพชร
ฟิล์มเพชรมีค่าโมดูลัสของยังและโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง ซึ่งช่วยให้การส่งผ่านคลื่นเสียงความถี่สูงมีความเที่ยงตรงสูง และเป็นวัสดุชนิดใหม่สำหรับการผลิตตัวกรองคลื่นเสียงพื้นผิวที่มีความไวสูง เพชรมีค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและความเร็วในการแพร่กระจายเสียงสูง และสามารถใช้เป็นลำโพงความเที่ยงตรงสูงสำหรับระบบเสียงคุณภาพสูงได้
เพชรมีค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและความเร็วในการแพร่กระจายเสียงสูง จึงสามารถนำมาใช้เป็นวัสดุแผ่นสั่นสะเทือนสำหรับลำโพงความเที่ยงตรงสูงคุณภาพสูงได้
นอกจากนี้ เพชรยังมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนจากกรดที่ไม่ก่อให้เกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิต่างๆ องค์ประกอบหลักของเพชรคือคาร์บอน ซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่เป็นพิษ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ และไม่ทำปฏิกิริยากับร่างกายมนุษย์ เนื่องจากเพชรไม่ทำปฏิกิริยากับเลือดและของเหลวในเนื้อเยื่อของมนุษย์ เพชรจึงเป็นวัสดุปลูกถ่ายทางชีวภาพทางการแพทย์ที่เหมาะสม ซึ่งสามารถนำมาใช้ทำลิ้นหัวใจเทียมได้
–บทความนี้เผยแพร่โดยผู้ผลิตเครื่องเคลือบสุญญากาศกว่างตงเจิ้นหัว
วันที่เผยแพร่: 24 พฤษภาคม 2024