La fabrication de cristaux de diamant synthétique dans un réacteur à plasma
La fabrication de cristaux de diamant synthétique dans un réacteur à plasma
Photo © Fraunhofer IAF
Un diamant de haute pureté monocristallin fait à Fraunhofer IAF.
dispositifs renifleurs électroniques détectent les impuretés
L'un des avantages de monocristaux est leurs propriétés reproductibles. Ils sont travaillés dans des formes géométriques régulières et utilisées pour des applications dans les domaines optiques et électroniques, entre autres. applications optiques sont également une zone que les diamants polycristallins sont adaptés à grâce à leur stabilité mécanique et la transparence sur une plage spectrale très large. A Fraunhofer IAF le matériau est utilisé pour fabriquer des micro-lentilles-forme flexible. La lentille est formée en utilisant une pression d'air positive, qui fléchit la membrane et lui donne une forme incurvée. L'augmentation de la pression permet aux scientifiques d'augmenter la courbure et la distance ainsi fixé focale de la membrane de diamant. Étant donné que le diamant est résistant aux produits chimiques, bio-compatibles et capables de résister à des températures extrêmes, les scientifiques utilisent pour développer des capteurs électrochimiques qui à l'avenir leur permettront de surveiller la qualité de l'eau sur de longues périodes de temps. Le diamant est aussi un isolant électrique qui peut être transformé en un conducteur en ajoutant du bore et du phosphore à elle. Les chercheurs travaillent sur les moyens d'exploiter ses propriétés électroniques exceptionnelles pour une utilisation dans les transistors et des composants de haute performance basés sur les effets quantiques du futur.
sphères de diamant pour l'énergie de demain
experts Fraunhofer IAF ont maîtrisé l'art de produire de minuscules sphères creuses de diamant synthétique en partenariat avec diamant Materials GmbH, un Fraunhofer spin-off basée à Fribourg. Ces petites boules pourraient jouer un rôle central dans la production future d'énergie par fusion atomique. Les scientifiques américains construisent un réacteur de fusion nucléaire afin d'exploiter une source d'énergie sur le modèle du soleil. La réaction nucléaire est déclenchée lorsque des faisceaux laser impact sur une sphère remplie d'hydrogène creux 2 mm de diamètre et la compresse à environ un dix-millième de son volume d'origine. Ce processus fusionne les noyaux atomiques, libérant d'énormes quantités d'énergie. Cependant, le processus de fusion pour travailler les balles doivent être parfaitement sphériques et ont pas de défauts de structure - alors seulement peuvent les énormes forces atteindre les exigences de fusion calculées. « Diamond a les propriétés idéales pour cette application », dit Heidrich. Mais comment font-ils des disques plats en boules? Au cœur de la solution sont de petits globules de silicium qui sont maintenues en permanence en mouvement dans un réacteur à plasma comme ils sont revêtues de diamant. Il faut environ 50 heures pour l'épaisseur souhaitée du diamant de construire, à quel point les scientifiques polir les sphères et enlever le silicium à l'intérieur. Pour l'obtenir, ils percer un petit trou, puis dissoudre le silicium de la balle en utilisant une technique de gravure spéciale basée sur les ultrasons. Le trou sert plus tard que le point d'entrée à travers laquelle ils alimentent la charge de fusion deuterium et de tritium dans la balle.