Bor Nitrürün Gelecekteki Beklentileri

Çelik malzemelerin yüksek sertliği nedeniyle, işleme sırasında çok fazla ısı üretilir. Elmas aletlerin yüksek sıcaklıklarda ayrışması kolaydır ve geçiş metalleriyle kolayca reaksiyona girer. C-BN malzemeleri iyi termal kararlılığa sahiptir ve demir grubu metalleri veya alaşımları ile reaksiyona girmesi kolay değildir. Reaksiyon, çelik ürünlerin hassas işlenmesinde, taşlanmasında vb. Yaygın olarak kullanılabilir. Mükemmel aşınma direncine ek olarak, c-BN ayrıca mükemmel ısı direncine sahiptir. Ayrıca ısıya dayanıklı çeliği, ferroalyajı, sertleştirilmiş çeliği vb. Kesebilir ve yüksek sertlikte soğutulmuş merdaneleri kesebilir ve nispeten yüksek kesme sıcaklıklarında sızabilir. Takım aşınması için çok ciddi olan karbon söndürme malzemesi ve Si-A1 alaşımı. Aslında, sinterlenmiş c-BN kristal gövdesinden (yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçta sentezlenmiş) yapılan kesici aletler ve aşındırıcı aletler, çeşitli semente karbür malzemelerin yüksek hızlı hassas işlenmesinde kullanılmıştır.

Geniş bant aralığı (bant aralığı 6.4 eV) yarı iletken malzeme olan C-BN, yüksek termal iletkenlik, yüksek direnç, yüksek hareketlilik, düşük dielektrik sabiti, yüksek kırılma elektrik alanına sahiptir ve çift tip katkılama gerçekleştirebilir ve iyi bir stabiliteye sahiptir. Elmas, SiC ve GaN ile birlikte, Si, Ge ve GaAs'dan sonra üçüncü nesil yarı iletken malzeme olarak adlandırılır. Ortak özellikleri, aşırı koşullar altında kullanılan elektronları yapmak için uygun olan geniş bir bant aralığıdır. Cihaz. Tablo 10.6, çeşitli özelliklerinin bir karşılaştırmasını vermektedir. SiC ve GaN ile karşılaştırıldığında, C-BN ve elmasın daha geniş bant aralığı, daha yüksek hareketlilik ve daha fazla Yüksek kırılma elektrik alanı, daha düşük dielektrik sabiti ve daha yüksek termal iletkenlik gibi daha mükemmel özelliklere sahip olduğunu bulmak zor değildir. Açıkçası, aşırı elektronik malzemeler, C-BN ve elmas daha iyidir. Bununla birlikte, yarı iletken bir malzeme olarak, elmasın ölümcül zayıflığı vardır, yani elmasın n-tipi katkılanması çok zordur (n-tipi dopingin direnci, cihaz standardından çok uzak olan sadece 102 Ω · cm'ye ulaşabilir) c-BN ise çift tip doping elde edebilir. Örneğin, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç sentezi ve ince film hazırlama sürecinde, Be ilavesi ile p-tipi yarı iletken elde edilebilir; S, C, Si, vb. ekleyerek n-tipi yarı iletken elde edebilirsiniz. Bu nedenle, genel olarak c-BN, en mükemmel performansa sahip üçüncü nesil yarı iletken malzemedir. Yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve yüksek güç gibi ekstrem koşullarda çalışan elektronik cihazların hazırlanmasında kullanılabileceği gibi derin ultraviyole ışıma ve dedektörlerde de avantajları vardır. Geniş uygulama olanakları. Aslında, Mishima ve ark. ilk olarak, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında yapılan c-BN ışık yayan diyotların 650 ° C sıcaklıkta çalışabileceğini bildirdi. İleri önyargı altında, diyot çıplak gözle görülebilen mavi ışık yayar ve spektral ölçümler bunun en kısa olduğunu gösterir. Dalga boyu 215 nm'dir (5,8 eV). C-BN, GaAs ve Si'ye benzer bir termal genleşme katsayısına, yüksek termal iletkenliğe ve düşük dielektrik sabitine, iyi yalıtım performansına ve iyi kimyasal stabiliteye sahiptir, bu da onu entegre devreler için bir ısı emici malzeme ve yalıtım kaplaması haline getirir. Ek olarak, C-BN negatif elektron afinitesine sahiptir, soğuk katot alan emisyon malzemesi olarak kullanılabilir ve geniş alanlı düz panel ekranlar alanında çok çeşitli uygulama olanaklarına sahiptir.

Optik uygulamalar açısından, c-BN filmin yüksek sertliği ve ultraviyole (yaklaşık 200 nm'den başlayarak) uzak kızılötesine kadar tüm dalga boyu aralığındaki yüksek geçirgenlik nedeniyle bazı optik bileşenler için yüzey kaplaması olarak uygundur, özellikle çinko selenid (ZnSe) ve çinko sülfid (ZnS) gibi pencere malzemelerinin kaplaması olarak. Ek olarak, iyi termal şok direncine ve ticari sertliğe sahiptir ve yüksek güçlü lazerler ve dedektörler için ideal bir pencere malzemesi olması beklenmektedir.