Дослідники з HKU розробили швидкий, масштабований метод виробництва ультратонких алмазних мембран, відкриваючи можливості для застосування в електроніці, фотоніці та квантових пристроях. Ця інновація долає традиційні проблеми виготовлення, використовуючи виняткові властивості алмазів для технологій наступного покоління.
Дослідницька група під керівництвом професора Zhiqin Chu, доцента кафедри електротехніки та електронної інженерії, і професора Yuan Lin, професора машинобудування в Університеті Гонконгу (HKU), розробила революційний метод виробництва ультратонких і надгнучких алмазних мембран. . Їх робота є результатом співпраці з професором Квай Хей Лі з Південного університету науки і технологій і професором Ці Вангом з Дунгуанського інституту оптоелектроніки Пекінського університету.
Ці алмазні мембрани унікально сумісні з сучасними процесами виробництва напівпровідників, що дозволяє їх інтегрувати в широкий спектр застосувань, включаючи електронні, фотонні, механічні, акустичні та квантові пристрої.
Розроблений командою інноваційний метод ексфоліації з відкритими краями дозволяє швидко масштабувати виробництво окремо стоячих алмазних мембран. Ця техніка перевершує традиційні методи, які зазвичай дорогі, трудомісткі та обмежені за розміром. Примітно, що новий процес може виробляти дводюймову діамантову пластину всього за 10 секунд, встановлюючи новий стандарт ефективності та масштабованості в польових умовах.
Бачення для промислового застосування
Ці надплоскі алмазні поверхні, необхідні для високоточного мікровиробництва, разом із гнучкістю мембран відкривають нові можливості для гнучких електронних і фотонних пристроїв нового покоління, які можна носити. Дослідницька група передбачає значні промислові застосування в електроніці, фотоніці, механіці, терміці, акустиці та квантових технологіях.
«Ми сподіваємося сприяти використанню високоякісної алмазної мембрани в різних сферах, а також комерціалізувати цю передову технологію та постачати високоякісні алмазні мембрани, встановлюючи новий стандарт у напівпровідниковій промисловості. Ми прагнемо співпрацювати з академічними та галузевими партнерами, щоб вивести цей революційний продукт на ринок і прискорити настання діамантової ери», – підсумував професор Чу.
Алмази, відомі у всьому світі як цінні дорогоцінні камені, мають виняткову універсальність у різноманітних наукових та інженерних застосуваннях. Вони є найтвердішим природним матеріалом, який може похвалитися незрівнянною теплопровідністю при кімнатній температурі, надзвичайно високою рухливістю носіїв, діелектричною міцністю, надширокою забороненою зоною та оптичною прозорістю від інфрачервоного до глибокого ультрафіолетового спектру. Ці чудові властивості роблять алмази ідеальними для виготовлення передових потужних, високочастотних електронних пристроїв, фотонних пристроїв і розсіювачів тепла для охолодження електронних компонентів з високою щільністю потужності, таких як процесори, напівпровідникові лазери та електромобілі. Однак інертна природа та жорстка кристалічна структура алмазів створюють значні проблеми у виготовленні та масовому виробництві, особливо для ультратонких та окремо стоячих алмазних мембран, що обмежує їх широке використання.