Иван Ортега

Исследователям удалось доказать, что на базе игловидных и нитевидных алмазов можно создать перспективные системы для микроэлектроники.

Исследователям удалось доказать, что на базе игловидных и нитевидных алмазов можно создать перспективные системы для микроэлектроники.

Физики из МГУ получили нитевидные алмазы, затем в соавторстве с коллегами из других российских и зарубежных научных центров изучили их люминесцентные и электронно-эмиссионные свойства. Соответствующие статьи были опубликованы в журналах <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.08.001">Journal of Luminescence</a>, <a href="http://dx.doi.org/10.1088/0957-4484/27/45/455707">Nanotechnology</a>, <a href="http://dx.doi.org/10.1038/srep35260">Scientific</a><a href="http://dx.doi.org/10.1038/srep35260"> Reports</a>.  
В новых публикациях было показано, какие из этих алмазов лучше всего подходят для интеграции в особо эффективные осветительные системы промышленного и лабораторного назначения. Учёные отмечают, что, по всей видимости, они впервые реализовали истинно алмазный автоэмиссионный (или холодный) катод. Такую систему в разных странах мира пытались создать два последних десятилетия. Холодными катодами называют излучатели свободных электронов, необходимые в ряде ситуаций в микроэлектронике — например, при создании некоторых разновидностей плоских экранов дисплеев. Углеродные (алмазные) катоды — одни из наиболее перспективных, поскольку имеют существенно больший ресурс, чем другие типы катодов.
<img class="" src="https://static.life.ru/posts/2016/12/954047/064d1fca6fd0572c3ad90ff0ff07aa10__660x.jpg" alt="" data-extra-description="&lt;p&gt;&lt;span&gt;Фото из пресс-релиза МГУ&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;">
Люминесцентные свойства игольчатых кристаллов алмаза могут найти применение в сенсорах различных типов, квантово-оптических устройствах, для создания элементной базы квантовых компьютеров и в других областях науки и техники.
Алмазные кристаллы иглоподобной или нитевидной формы долгое время было крайне трудно получить. Можно индивидуально шлифовать их вручную, но это дело буквально ювелирной точности и сложности. Литографические и <a href="http://nocfn.ru/about/sektor-ionno-puchkovykh-tekhnologiy/">ионно-пучковые технологии</a> позволяют "выпилить" малоразмерную нить из большого кристалла. Но большая часть исходного кристалла уходит в отходы, да и сами методы недешёвые. В группе <a href="https://istina.msu.ru/profile/ANObraztsov/">Александра Образцова</a> (МГУ) несколько лет назад была предложена иная технология, пригодная для массового производства микрометровых алмазов-игл и нитей.
Суть метода проста. При изготовлении обычных алмазных поликристаллических плёнок обычно стремятся обеспечить условия, при которых составляющие их кристаллиты (малые кристаллы) столбчатой формы тесно примыкают друг к другу, формируя плотную однородную структуру. Однако иногда плёнки выходили "плохими", состояли из отдельных, не соприкасающихся друг с другом, кристалликов. В МГУ предложили нагревать такие плёнки в воздушной среде до определённой температуры. Тогда часть материала плёнки окисляется, превращаясь в газ.
Но температура окисления зависит от характеристик углеродного материала, и для алмазных кристаллитов она максимальна. Весь углерод, кроме самих алмазных кристаллитов, при такой простой процедуре превращается в газ. Остаются лишь отдельные микроалмазы в виде иглоподобных или нитевидных образований геометрически правильной формы.
Такие кристаллиты могут использоваться, например, в качестве режущих элементов с высокой твёрдостью. Из них делают режущий инструмент для сверхточной обработки, зонды для сканирующих микроскопов и многое другое. В настоящее время зонды по этой технологии делаются как иностранными компаниями, так и <a href="http://tipsnano.ru/catalog/afm-special/almaz/">отечественными</a>.