Materiais CVD
Diamante dopado com boro CVD
Número do item : cvdm-07
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Diâmetro
- 100 mm
- Espessura
- 0,3-2mm
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O diamante dopado com boro por deposição química em fase vapor (CVD) é um material único que combina as extraordinárias propriedades do diamante com uma condutividade eléctrica controlável. Através da introdução precisa de átomos de boro na rede do diamante durante o crescimento por CVD, este torna-se um material versátil com propriedades eléctricas adaptadas, que vão desde o isolamento até à alta condutividade. Isto permite diversas aplicações em eletrónica, sensores, gestão de calor, ótica e tecnologias quânticas.
Aplicações
O diamante dopado com boro por deposição química em fase vapor (CVD) é um material versátil com propriedades excepcionais, oferecendo soluções únicas para desafios em várias indústrias, desde a eletrónica às tecnologias quânticas. O seu desenvolvimento e integração contínuos em várias aplicações são uma grande promessa para o avanço da tecnologia e da investigação científica nos próximos anos.
- Eletrónica: Dispositivos electrónicos de alta potência, transístores de alta frequência, díodos, transístores de efeito de campo (FET)
- Sensores: Temperatura, pressão, radiação, composição de gases
- Gestão do calor: Dissipadores de calor, dissipadores de calor, soluções de gestão térmica
- Ótica e fotónica: Janelas ópticas, lentes, substrato para experiências de ótica quântica
- Tecnologias quânticas: Computação quântica, comunicação quântica, aplicações de deteção quântica
Características
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Condutividade térmica excecional: O diamante CVD dopado com boro possui uma condutividade térmica excecional, permitindo uma dissipação eficiente do calor em eletrónica de alta potência, sistemas laser e microeletrónica.
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Condutividade elétrica sob medida: Através do controle preciso da concentração de boro durante o processo de crescimento CVD, a condutividade elétrica do diamante dopado com boro CVD pode ser personalizada em uma ampla faixa, de isolante a altamente condutiva.
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Ampla transparência espetral: O diamante dopado com boro CVD apresenta transparência em uma ampla faixa espetral, o que o torna adequado para aplicações em ótica e fotônica, como janelas e lentes ópticas.
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Hospedagem de centros de cor: O diamante dopado com boro pode hospedar centros de cor, que são defeitos na estrutura do diamante que apresentam propriedades ópticas exclusivas. Estes centros de cor têm aplicações em experiências de ótica quântica e processamento de informação quântica.
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Alta tensão de rutura: O diamante dopado com boro CVD pode suportar altas tensões de rutura, o que o torna ideal para dispositivos eletrônicos de alta potência que operam em ambientes adversos.
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Alta mobilidade de portadores: O diamante dopado com boro possui uma elevada mobilidade de portadores, permitindo velocidades de comutação mais rápidas e um melhor desempenho em dispositivos electrónicos.
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Ampla janela de potencial: O diamante dopado com boro tem uma ampla janela de potencial de aproximadamente 3,5 V, permitindo a aplicação de "sobrepotenciais" para estimular reações químicas de alta energia.
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Baixas correntes de fundo: Os eletrodos de diamante dopado com boro apresentam baixas correntes de fundo em varreduras de voltametria cíclica devido à pequena camada de capacitância na interface semelhante a um semicondutor com soluções eletrolíticas.
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Inércia química: O diamante dopado com boro CVD é quimicamente inerte, o que o torna resistente à corrosão e adequado para ambientes agressivos.
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Propriedades quânticas: O diamante dopado com boro tem aplicações promissoras em tecnologias quânticas, como a computação quântica, a comunicação quântica e a deteção quântica, devido aos seus longos tempos de coerência e à capacidade de alojar bits quânticos individuais (qubits) à temperatura ambiente.
Princípio
O diamante dopado com boro por deposição química em fase vapor (CVD) é criado através da introdução de átomos de boro na estrutura do diamante durante o processo de crescimento CVD. Este processo de dopagem controla a condutividade eléctrica do material, permitindo a personalização desde o isolamento até à alta condutividade.
Vantagens
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Comportamento semicondutor: A dopagem com boro introduz portadores de carga na rede do diamante, permitindo o controlo da condutividade eléctrica, que varia entre isolante e altamente condutora, tornando-o adequado para várias aplicações electrónicas.
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Alta condutividade térmica: O diamante dopado com boro possui uma condutividade térmica excecional, superando outros semicondutores, permitindo uma dissipação de calor eficiente em dispositivos electrónicos de alta potência, sistemas laser e microeletrónica.
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Ampla transparência espetral: O diamante dopado com boro apresenta transparência em uma ampla faixa espetral, do ultravioleta ao infravermelho, tornando-o valioso para janelas ópticas, lentes e aplicações em ótica e fotônica.
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Centros de cor: O diamante dopado com boro pode alojar centros de cor, que são defeitos à escala atómica com propriedades ópticas e de spin únicas. Estes centros de cor encontram aplicações em tecnologias quânticas, incluindo computação quântica, comunicação quântica e deteção quântica.
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Inércia química: O diamante dopado com boro é quimicamente inerte, resistente a ambientes agressivos e compatível com vários produtos químicos, o que o torna adequado para aplicações em condições corrosivas ou extremas.
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Dureza mecânica: O diamante dopado com boro herda a excecional dureza mecânica do diamante, proporcionando durabilidade e resistência ao desgaste, mesmo em aplicações exigentes.
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Propriedades elétricas sob medida: A concentração de átomos de boro pode ser controlada com precisão durante o processo de crescimento CVD, permitindo a personalização da condutividade elétrica do material em uma ampla faixa, possibilitando a otimização para aplicações específicas.
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Deposição a baixa temperatura: O processo de deposição química de vapor (CVD) é normalmente realizado a baixas temperaturas, permitindo a integração com uma vasta gama de substratos e a compatibilidade com vários processos de fabrico de dispositivos.
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Compatibilidade industrial: O diamante dopado com boro CVD é compatível com os processos de fabrico industrial, permitindo uma produção escalável e económica, tornando-o adequado para aplicações de grande volume.
Especificação
| Dimensão disponível: | Diâmetro100mm, espessura 0,3-2mm |
|---|---|
| Concentração de boro [B]: | 2 a 6 x 1020 átomos /cm3, média de 0,16 mm2 |
| Resistividade em massa (Rv): | 2 a 1,8 x 10-3 Ohm m, ± 0,25 x 10-3 Ohm m |
| Janela de solvente: | >3.0V |
FAQ
Quais São As Principais Aplicações Dos Materiais Diamantados?
O Que é A Deposição Física De Vapor (PVD)?
Quais São As Principais Vantagens E Aplicações Do Diamante Dopado Com Boro Por Deposição Química Em Vapor (CVD)?
Quais São As Vantagens Da Utilização De Materiais Diamantados Em Aplicações Industriais?
O Que é A Pulverização Catódica Por Magnetrão?
Como é Obtida A Dopagem Com Boro Durante O Crescimento De Filmes De Diamante?
Que Tipos De Materiais Diamantados Estão Disponíveis?
Porquê A Pulverização Catódica Por Magnetrões?
Qual é A Relação Entre A Concentração De átomos De Boro E A Condutividade Eléctrica Da Película De Diamante?
Qual é O Princípio Subjacente à Utilização De Materiais Diamantados Em Ferramentas De Corte?
Quais São Os Materiais Utilizados Na Deposição De Película Fina?
A deposição de película fina utiliza normalmente metais, óxidos e compostos como materiais, cada um com as suas vantagens e desvantagens únicas. Os metais são preferidos pela sua durabilidade e facilidade de deposição, mas são relativamente caros. Os óxidos são altamente duráveis, suportam temperaturas elevadas e podem ser depositados a baixas temperaturas, mas podem ser frágeis e difíceis de trabalhar. Os compostos oferecem resistência e durabilidade, podem ser depositados a baixas temperaturas e adaptados para apresentarem propriedades específicas.
A seleção do material para um revestimento de película fina depende dos requisitos da aplicação. Os metais são ideais para a condução térmica e eléctrica, enquanto os óxidos são eficazes na proteção. Os compostos podem ser adaptados para satisfazer necessidades específicas. Em última análise, o melhor material para um determinado projeto dependerá das necessidades específicas da aplicação.
Como é Que A Condutividade Eléctrica Da Película De Diamante Pode Ser Personalizada?
Porque é Que O Diamante Sintético é Preferido Ao Diamante Natural Em Aplicações Industriais?
Quais São Os Métodos Para Obter Uma Deposição óptima De Película Fina?
Para obter películas finas com propriedades desejáveis, são essenciais alvos de pulverização catódica e materiais de evaporação de alta qualidade. A qualidade destes materiais pode ser influenciada por vários factores, tais como a pureza, o tamanho do grão e o estado da superfície.
A pureza dos alvos de pulverização catódica ou dos materiais de evaporação desempenha um papel crucial, uma vez que as impurezas podem causar defeitos na película fina resultante. O tamanho do grão também afecta a qualidade da película fina, sendo que os grãos maiores conduzem a propriedades de película pobres. Além disso, a condição da superfície é crucial, uma vez que as superfícies ásperas podem resultar em defeitos na película.
Para obter alvos de pulverização catódica e materiais de evaporação da mais alta qualidade, é crucial selecionar materiais que possuam alta pureza, tamanho de grão pequeno e superfícies lisas.
Utilizações Da Deposição De Película Fina
Películas finas à base de óxido de zinco
As películas finas de ZnO encontram aplicações em várias indústrias, tais como térmica, ótica, magnética e eléctrica, mas a sua principal utilização é em revestimentos e dispositivos semicondutores.
Resistências de película fina
As resistências de película fina são cruciais para a tecnologia moderna e são utilizadas em receptores de rádio, placas de circuito, computadores, dispositivos de radiofrequência, monitores, routers sem fios, módulos Bluetooth e receptores de telemóveis.
Filmes finos magnéticos
Os filmes finos magnéticos são utilizados em eletrónica, armazenamento de dados, identificação por radiofrequência, dispositivos de micro-ondas, ecrãs, placas de circuitos e optoelectrónica como componentes-chave.
Filmes finos ópticos
Os revestimentos ópticos e a optoelectrónica são aplicações padrão dos filmes finos ópticos. A epitaxia por feixe molecular pode produzir dispositivos optoelectrónicos de película fina (semicondutores), em que as películas epitaxiais são depositadas um átomo de cada vez no substrato.
Filmes finos de polímeros
Os filmes finos de polímeros são utilizados em chips de memória, células solares e dispositivos electrónicos. As técnicas de deposição química (CVD) oferecem um controlo preciso dos revestimentos de películas de polímeros, incluindo a conformidade e a espessura do revestimento.
Baterias de película fina
As baterias de película fina alimentam dispositivos electrónicos, tais como dispositivos médicos implantáveis, e a bateria de iões de lítio avançou significativamente graças à utilização de películas finas.
Revestimentos de película fina
Os revestimentos de película fina melhoram as características químicas e mecânicas dos materiais alvo em várias indústrias e campos tecnológicos. Revestimentos antirreflexo, revestimentos anti-ultravioleta ou anti-infravermelhos, revestimentos anti-riscos e polarização de lentes são alguns exemplos comuns.
Células solares de película fina
As células solares de película fina são essenciais para a indústria da energia solar, permitindo a produção de eletricidade relativamente barata e limpa. Os sistemas fotovoltaicos e a energia térmica são as duas principais tecnologias aplicáveis.
Quais São As Limitações Ou Desafios Associados à Fabricação De Filmes De Diamante Dopado Com Boro?
Factores E Parâmetros Que Influenciam A Deposição De Películas Finas
Taxa de deposição:
A taxa a que a película é produzida, tipicamente medida em espessura dividida pelo tempo, é crucial para selecionar uma tecnologia adequada à aplicação. As taxas de deposição moderadas são suficientes para películas finas, enquanto as taxas de deposição rápidas são necessárias para películas espessas. É importante encontrar um equilíbrio entre a velocidade e o controlo preciso da espessura da película.
Uniformidade:
A consistência da película ao longo do substrato é conhecida como uniformidade, que normalmente se refere à espessura da película, mas também pode estar relacionada com outras propriedades, como o índice de refração. É importante ter um bom entendimento da aplicação para evitar sub ou superespecificar a uniformidade.
Capacidade de preenchimento:
A capacidade de preenchimento ou cobertura de etapas refere-se a quão bem o processo de deposição cobre a topografia do substrato. O método de deposição utilizado (por exemplo, CVD, PVD, IBD ou ALD) tem um impacto significativo na cobertura e no preenchimento dos degraus.
Características da película:
As características da película dependem dos requisitos da aplicação, que podem ser classificados como fotónicos, ópticos, electrónicos, mecânicos ou químicos. A maioria das películas tem de cumprir requisitos em mais do que uma categoria.
Temperatura do processo:
As características da película são significativamente afectadas pela temperatura do processo, que pode ser limitada pela aplicação.
Danos:
Cada tecnologia de deposição tem o potencial de danificar o material depositado, sendo as características mais pequenas mais susceptíveis a danos no processo. A poluição, a radiação UV e o bombardeamento de iões estão entre as potenciais fontes de danos. É crucial compreender as limitações dos materiais e ferramentas.
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