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
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....