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Wissenschaftler entdecken neue Technologien für die Herstellung von c-BN

Jan 23, 2019

Forscher der North Carolina State University haben eine neue Phase im Material Bornitrid entdeckt, in der Werkzeuge und elektronische Displays hergestellt werden können. Forscher haben auch eine neue Technologie zur Herstellung von kubischem Bornitrid (c-BN) bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck entwickelt. Diese Technologie hat eine Reihe von Anwendungen, einschließlich der Entwicklung fortschrittlicher Rastertechnologien.

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Sie entwickelten auch eine schnellere und kostengünstigere Methode zur Herstellung von c-BN, wodurch sie sich für Hochleistungsanwendungen wie Elektronik , Transistoren und Halbleiterbauelemente eignet. Die mit dieser Technologie hergestellten c-BN-Nanonadeln und Mikronadeln werden sehr wahrscheinlich auch in biomedizinischen Geräten verwendet.

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Die Forscher begannen mit einer thermodynamisch stabilen Schicht aus h-BN, die 500-1000 Nanometer dick sein kann. Das Material wurde auf die Substrate aufgebracht und die Forscher erhitzten h-BN unter Verwendung von Hochleistungslaserpulsen schnell auf 2.800 Grad Kelvin oder 4.580 Grad Fahrenheit. Das Material wird dann auf einer schnell wärmeabsorbierenden Basis abgeschreckt. Der gesamte Vorgang dauert etwa ein Fünftel einer Millisekunde und wird unter Umgebungsluftdruck abgeschlossen. Durch die Beeinflussung der Zeit für Keimsubstrate und Kühlmaterialien unter dem Material können Forscher steuern, ob h-BN in Q-BN oder c-BN umgewandelt wird.

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Mit dieser Technologie können wir in einer Sekunde 100 bis 200 Quadratzoll c-BN-Filme herstellen ", sagte Professor Narayan, im Gegensatz zu früheren Techniken zur Herstellung von c-BN, bei denen hexagonales Bornitrid auf 3.500 Grad Kelvin (5.840 Grad) erhitzt werden musste Fahrenheit) und Anwenden von 95.000 Atmosphärendruck ist diese Methode bequemer und wirtschaftlicher.

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c-BN hat ähnliche Eigenschaften wie Diamant, hat jedoch mehrere Vorteile im Vergleich zu Diamant: c-BN hat eine höhere Bandlücke, was für Hochleistungsgeräte attraktiv ist; c-BN kann "dotiert" werden, um positive und negative Ladungsschichten zu erhalten , was bedeutet, dass es zur Herstellung von Transistoren verwendet werden kann; Wenn es Sauerstoff ausgesetzt wird, bildet es eine stabile Oxidschicht auf seiner Oberfläche, um es einzuführen. Es ist bei hohen Temperaturen stabil . Das letzte Merkmal bedeutet, dass es zur Herstellung von Festkörpervorrichtungen und Schutzbeschichtungen für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungswerkzeuge in Sauerstoffumgebung verwendet werden kann.


Wir sind zuversichtlich, dass unsere Erkenntnisse zur Entwicklung von c-BN-basierten Transistoren und Hochleistungsgeräten verwendet werden, um sperrige Transformatoren zu ersetzen und zur Schaffung der nächsten Generation von Stromnetzen beizutragen ", sagte Narayan.