p O silício tem sido o carro-chefe da eletrônica há décadas porque é um elemento comum, é fácil de processar e tem propriedades eletrônicas úteis. Uma limitação do silício é que as altas temperaturas o danificam, que limita a velocidade de operação da eletrônica baseada em silício. O diamante de cristal único é uma alternativa possível ao silício. Os pesquisadores fabricaram recentemente um wafer de diamante de cristal único, mas os métodos comuns de polir a superfície - um requisito para uso em eletrônica - são lentos e danificam o material. p Em um estudo publicado recentemente em Relatórios Científicos , pesquisadores da Universidade de Osaka e parceiros colaboradores poliram um wafer de diamante de cristal único para ficar quase atomicamente liso. Este procedimento será útil para ajudar o diamante a substituir pelo menos alguns dos componentes de silício de dispositivos eletrônicos.

p O diamante é a substância conhecida mais dura e essencialmente não reage com produtos químicos. O polimento com uma ferramenta igualmente dura danifica a superfície e a química de polimento convencional é lenta. Neste estudo, os pesquisadores basicamente modificaram a superfície do vidro de quartzo e depois o diamante polido com ferramentas de vidro de quartzo modificadas.

p "O polimento assistido por plasma é uma técnica ideal para diamante de cristal único, "explica o autor principal Nian Liu." O plasma ativa os átomos de carbono na superfície do diamante sem destruir a estrutura do cristal, o que permite que uma placa de vidro de quartzo suavize suavemente as irregularidades da superfície. "

p O diamante de cristal único, antes de polir, tinha muitos recursos semelhantes a degraus e era ondulado no geral, com uma rugosidade média quadrática média de 0,66 micrômetros. Após o polimento, os defeitos topográficos foram embora, e a rugosidade da superfície era muito menor:0,4 nanômetros.

p "O polimento diminuiu a rugosidade da superfície para uma suavidade quase atômica, "diz o autor sênior Kazuya Yamamura." Não havia arranhões na superfície, como visto nas abordagens de suavização mecânica da scaife. "

p Além disso, os pesquisadores confirmaram que a superfície polida não foi alterada quimicamente. Por exemplo, eles não detectaram grafite - portanto, nenhum carbono danificado. A única impureza detectada foi uma quantidade muito pequena de nitrogênio da preparação original do wafer.

p "Usando a espectroscopia Raman, a largura total na metade do máximo das linhas de diamante no wafer eram as mesmas, e as posições de pico eram quase idênticas, "diz Liu." Outras técnicas de polimento mostram desvios claros do diamante puro. "

p Com este desenvolvimento de pesquisa, dispositivos de energia de alto desempenho e dissipadores de calor baseados em diamante de cristal único agora podem ser obtidos. Essas tecnologias reduzirão drasticamente o uso de energia e a entrada de carbono, e melhorar o desempenho, de dispositivos eletrônicos do futuro.

p O artigo, "Polimento assistido por plasma altamente eficiente e livre de danos de um substrato de diamante de cristal único de mosaico grande de 20 mm, "foi publicado em Relatórios Científicos .