元素六:创新性的非平面金刚石

    2019-07-29 14:33:57 次阅读

    人造金刚石,基于其卓越的材料性能,是一种独特的多用途的工程材料,它涵盖了从水处理到汽车行业中使用的高功率激光器等各种各样的应用。其中大部分的重大发展都是通过等离子体沉积技术实现的,常规沉积大型平面金刚石薄膜,这些薄膜经过加工和成形,可用于一系列光学和热解决方案:用于高功率红外激光器的光学窗口;光学部件,如棱镜;用于传感和探测的透镜;用于电气部件热管理的散热片,以及用于废水处理的电化学电极。

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    在过去的十年中,定制大型平面金刚石晶圆生长的能力,在推动一系列行业的发展中发挥着重要的作用。然而,不太为人所知的是,生长技术已经发展成直接生成非平面金刚石,如独立的弯曲薄膜和膜片。运用等离子沉积技术,结合金刚石生长的成形基体,意味着革命性的材料制备能力正在显现。由于成本和技术上的挑战,传统的平面金刚石几何结构无法实现这些能力。

    领先的音响设备制造商Bowers & Wilkins,是第一批认识和采用非平面人造金刚石的开创性应用进行产品创新的公司之一。元素六与Bowers & Wilkins一起开发了一种弯曲的,独立的金刚石膜片,只有40微米厚。此创新型成果-高音扬声器,基于可在音频频谱的高频部分完美再现,可传递出世界上最美妙的声音。

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    金刚石的低质量和高强度的结合的终极特性,使其可无失真的再现高频音段。一个金刚石扬声器圆顶呈现了完美的活塞式行为,比起常用的高品质扬声器材料(如铝和氧化铍),可驱动声波的频率范围显著提升。虽然此分解频率超出音频范围,但它是音频范围(<20 kHz)内性能的一个极好特征。这项合作为两家公司赢得了2012年度企业皇后奖。

    正如Bowers & Wilkins应用所显示的那样,直接沉积成型金刚石的能力为我们带来了令人兴奋的新机遇。这些机遇包括,用于国防应用中高速成像的弯曲光学窗口、医疗植入物(如髋关节)或航空航天中的低摩擦、长寿命元件创新

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