Исследователи обнаружили новый сверхпрочный материал для микрочипов
Специалисты из Технологического университета Делфта (Нидерланды) под руководством доцента Ричарда Норте представили аморфный карбид кремния (a-SiC). И утверждают в журнале Advanced Materials, что их новый материал способен оказать влияние на соответствующие технологии во всём мире. Помимо исключительной прочности, механические свойства имеют решающее значение для виброизоляции, поэтому a-SiC наиболее оптимален как материал для сверхчувствительных датчиков на микрочипах. Но не только, потому что диапазон использования может быть огромным: солнечные элементы, технологии для исследования космоса, секвенирование ДНК и так далее.
Ричард Норте для понимания аморфности как важнейшей характеристики предложил представить, что атомы многих материалов расположены упорядоченно, наподобие башни из деталей Lego. Такие материалы называются «кристаллическими». Хороший пример упорядоченной структуры — алмаз, в котором атомы углерода идеально выровнены, что и придаёт драгоценному камню его знаменитую твёрдость.
А вот в аморфных материалах у атомов нет чёткой последовательности. Но это вовсе не обязательно приводит к хрупкости, и пример тому — аморфный карбид кремния.
Прочность нового материала на разрыв в среднем — 10 гигаПаскалей. Чтобы представить себе практически, что значит такая величина механического напряжения — мысленно (или на самом деле) растянем кусок клейкой ленты, пока скотч не порвётся. Так вот, эквивалент напряжение a-SiC на разрыв в 10 ГПа — это как будто на условную полоску «скотча» повесили с десяток автомобилей, чтобы она в итоге лопнула.
Инновационному материалу для проверки на прочность понадобился подходящий метод. Вырастив плёнки из аморфного карбида кремния на кремниевой подложке и подвешивая их, изобретатели прилагали большие растягивающие усилия через наностержни. А добившись разрыва, тщательно изучали место разрушения. И убедились, что микрочипы из аморфного карбида кремния получились бы беспрецедентно прочными.
А ещё a-SiC отличает так называемая масштабируемость, то есть возможность запуска в широкое производство. Напомним, что графен — это двумерная модификация углерода, которая состоит из одного слоя атомов, и он уже достаточно широко известен отменной прочностью. Однако графен сложно выпускать в достаточно больших количествах.
Другой материал из атомов углерода — это уже упомянутые здесь алмазы. При всей их знаменитой прочности, в натуральном виде алмазы редко встречаются в природе, а синтезировать их в лаборатории — тоже довольно-таки дорого. А вот аморфный карбид кремния вполне можно выпускать помногу целыми пластами как более доступный листовой материал.
В заключение Ричард Норте сказал, что с появлением a-SiC человечество приблизилась к выпуску таких микрочипов, которые откроют перед нами новые технологические возможности.
Ричард Норте для понимания аморфности как важнейшей характеристики предложил представить, что атомы многих материалов расположены упорядоченно, наподобие башни из деталей Lego. Такие материалы называются «кристаллическими». Хороший пример упорядоченной структуры — алмаз, в котором атомы углерода идеально выровнены, что и придаёт драгоценному камню его знаменитую твёрдость.
А вот в аморфных материалах у атомов нет чёткой последовательности. Но это вовсе не обязательно приводит к хрупкости, и пример тому — аморфный карбид кремния.
Прочность нового материала на разрыв в среднем — 10 гигаПаскалей. Чтобы представить себе практически, что значит такая величина механического напряжения — мысленно (или на самом деле) растянем кусок клейкой ленты, пока скотч не порвётся. Так вот, эквивалент напряжение a-SiC на разрыв в 10 ГПа — это как будто на условную полоску «скотча» повесили с десяток автомобилей, чтобы она в итоге лопнула.
Инновационному материалу для проверки на прочность понадобился подходящий метод. Вырастив плёнки из аморфного карбида кремния на кремниевой подложке и подвешивая их, изобретатели прилагали большие растягивающие усилия через наностержни. А добившись разрыва, тщательно изучали место разрушения. И убедились, что микрочипы из аморфного карбида кремния получились бы беспрецедентно прочными.
А ещё a-SiC отличает так называемая масштабируемость, то есть возможность запуска в широкое производство. Напомним, что графен — это двумерная модификация углерода, которая состоит из одного слоя атомов, и он уже достаточно широко известен отменной прочностью. Однако графен сложно выпускать в достаточно больших количествах.
Другой материал из атомов углерода — это уже упомянутые здесь алмазы. При всей их знаменитой прочности, в натуральном виде алмазы редко встречаются в природе, а синтезировать их в лаборатории — тоже довольно-таки дорого. А вот аморфный карбид кремния вполне можно выпускать помногу целыми пластами как более доступный листовой материал.
В заключение Ричард Норте сказал, что с появлением a-SiC человечество приблизилась к выпуску таких микрочипов, которые откроют перед нами новые технологические возможности.
- Дмитрий Ладыгин
- phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Призрак, затопивший «Титаник», появился у берегов Англии
Ученые рассказали, как редкая оптическая иллюзия могла пустить ко дну самый защищенный лайнер в истории...
Туннель Путина — Трампа с Чукотки на Аляску: что нам ждать после подписания соглашения?
На самом деле, этот проект справил 135-летний юбилей. Неужели человечество наконец-то доросло до тоннеля между Евразией и Америкой?...
Золото на дне: российский ученый подтвердил, что в Приморье есть затонувшие корабли с сокровищами
Почему эксперт опасается, что до них уже добрались черные дайверы...
Обломок взорвавшейся планеты размером с Луну нашли в самом сердце Сахары
Откуда он там взялся и что вообще творилось на заре существования Солнечной системы?...
Взрыв «лунной» ракеты остановил США: Китай выходит вперед?
Эксперты говорят: катастрофа отбросила американскую лунную программу на несколько лет назад...
Тайны «северной столицы»: чем поразил археологов главный город гуннов?
Этот мегаполис вообще не должен был существовать, так как нарушает все правила...
Российские дроны заглянули под землю: какие тайны раскрыл древнеримский город Парион?
Ученые копают здесь уже 20 лет, но прорыв случился, когда россияне применили новейшие технологии...
Жизнью мы обязаны Юпитеру: почему эта планета отметилась в ДНК каждого из нас?
Американские ученые полностью переписали одну из главных страниц в истории Земли...
Третье пророчество китайского Нострадамуса: почему Иран победит США
Два предсказания уже сбылось, когда ждать исполнения третьего прогноза...
Тайна аномальных снегопадов в Антарктиде раскрыта: виноваты невидимые «реки»
Ученым придется пересмотреть все климатические модели Шестого континента. Кстати, снега там будет выпадать с каждым годом все больше...
7000-летняя загадка: полный ров обезглавленных скелетов обнаружен в Словакии
Археологи в растерянности: совершенно непонятно, кто и зачем изъял черепа у 77 человек...