作者:詹姆斯·劳埃德

布里斯托尔大学的钻石日

你说“钻石”，它就会让你的想象力开始运转:魅力、财富和排他性。这种材料在历史上有过一些最好的营销!作为一种非常受欢迎的宝石，它具有一些惊人的电气和物理性能，这一点已经知道很长一段时间了，但是直到最近，利用这些特性的技术才变得更加成熟。钻石和它的应用，除了好看之外，在万博电脑网页版登录最近在布里斯托尔举行的第一个钻石日上就被深入讨论了，而且非常好。

会议中最有趣的项目之一是对卫星系统中热量影响的考虑，来自欧洲航天局(ESA)的a . Barnes和阿卡什系统公司的Daniel Francis讨论了金刚石和WBG设备如何在非常恶劣的环境中真正提高性能。一颗卫星有许多电子和机械部件，每一个都不是100%有效的，每个都会产生一些热量，雷神公司的Avaram Bar-Cohen展示的数据显示，大功率放大器上的热点超过了太阳表面的热点!那么热量去哪里了呢?卫星在太空中，所以与卫星的传导是不存在的，辐射是可能的，但还是很差。所以，热量会产生，并且比在海平面上的系统停留的时间要长得多，这意味着你应该a)尽可能少地产生热量b)尽快将热量从敏感区域转移出去，并在卫星内部进行主动冷却。更高效的电子产品是宽带隙(WBG)材料，GaN和SiC，而使用金刚石则大大改善了从敏感区域散热的效果。金刚石的热导率为2000 W/mK，而硅的热导率为148 W/mK，这意味着它在将热量从一个区域转移到另一个区域方面要好得多。问题一直是，而且在很大程度上仍然是，你究竟如何把钻石弄到其他材料上。如果你把它粘在一起，它的界面可以起到热障的作用，这样就减少了好处。生长钻石是最好的，但钻石是在非常高的温度下生长的，以获得高质量的材料，并且在许多材料上都不能自然生长。 Oliver Williams from the Cardiff University based Cardiff Diamond Foundry presented slides on how you can improve the adhesion of diamond on GaN by using an AlN seed layer. This has enabled them to grow 100µm of diamond on AlN/GaN. With this level of diamond thickness you can start doing interesting things with cooling channels through the diamond, so the diamond conducts the heat from the active area of the device and the coolant transfers the heat away from the package. Meaning the device can be pushed harder and the temperature remains stable.

钻石可能很难种植，但如果种植得当，它会非常坚硬。这反过来又使得在其中创建功能变得困难，因为它是如此有弹性。在牛津仪器等离子狗万正网地址技术公司，我们一直致力于蚀刻钻石很长一段时间。首先将其蚀刻成用于眼科手术的超锋利微型手术刀，最近我们还在将特征蚀刻到金刚石薄膜上。

图1:采用电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE)技术刻蚀深金刚石特征

金刚石很难生长和制造器件，但它的特性对于某些应用是如此特殊，值得所有的努力。万博电脑网页版登录我期待着下一个钻石日!