Boorinitridin tulevaisuuden näkymät

Teräsmateriaalien korkean kovuuden ansiosta prosessoinnin aikana syntyy paljon lämpöä. Timanttityökalut ovat helposti hajoavia korkeissa lämpötiloissa ja reagoivat helposti siirtymämetallien kanssa. C-BN-materiaaleilla on hyvä lämpöstabiilisuus, eikä niitä ole helppo reagoida rautaryhmien metallien tai seosten kanssa. Reaktio, voidaan käyttää laajalti terästuotteiden tarkkuuskäsittelyssä, jauhamisessa jne. Erinomaisen kulutuskestävyyden lisäksi c-BN: llä on myös erinomainen lämmönkestävyys. Se voi myös leikata kuumuutta kestävää terästä, rautaseosta, karkaistua terästä jne., Ja se voi leikata erittäin kovia jäähdytettyjä teloja ja tunkeutua suhteellisen korkeissa leikkauslämpötiloissa. Hiilisammutusmateriaali ja Si-A1-seos, joka on erittäin vakava työkalujen kulumiselle. Itse asiassa leikkaustyökaluja ja hiontatyökaluja, jotka on valmistettu sintratusta c-BN-kristallikappaleesta (syntetisoitu korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa), on käytetty erilaisten sementoitujen karbidimateriaalien nopeassa tarkkuustyöstössä.

Laajakaistaisen raon (kaistaväli 6,4 eV) puolijohdemateriaalina C-BN: llä on korkea lämmönjohtavuus, korkea resistiivisyys, suuri liikkuvuus, matala dielektrinen vakio, suuri hajoamisen sähkökenttä ja se voi toteuttaa kaksityyppisen seostuksen ja sillä on hyvä vakaus. Yhdessä timantin, SiC: n ja GaN: n kanssa sitä kutsutaan kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaliksi Si: n, Ge: n ja GaAs: n jälkeen. Niiden yhteinen piirre on laaja kaistaväli, joka soveltuu elektronien valmistamiseen ääriolosuhteissa. Laite. Taulukossa 10.6 on vertailu niiden eri ominaisuuksiin. Ei ole vaikeaa havaita, että verrattuna piikarbidiin ja GaN: iin C-BN: llä ja timantilla on erinomaiset ominaisuudet, kuten leveämpi kaistaväli, suurempi liikkuvuus ja enemmän korkean hajoamisen sähkökenttä, pienempi dielektrisyysvakio ja suurempi lämmönjohtavuus. C-BN ja timantti ovat selvästi parempia kuin äärimmäiset elektroniikkamateriaalit. Puolijohdemateriaalina timantilla on kuitenkin kohtalokas heikkous, toisin sanoen timantin n-tyyppinen seostaminen on erittäin vaikeaa (n-tyyppisen seostuksen resistiivisyys voi olla vain 102 Ω · cm, mikä on kaukana laitestandardista) , kun taas c-BN on Voi saavuttaa kaksoistyyppisen dopingin. Esimerkiksi korkean lämpötilan ja korkeapainesynteesin ja ohutkalvon valmistuksen aikana Be: n lisääminen voi saada p-tyyppisen puolijohteen; lisäämällä S, C, Si jne. voidaan saada n-tyyppinen puolijohde. Siksi yleensä c-BN on kolmannen sukupolven puolijohdemateriaali, jolla on erinomainen suorituskyky. Sitä ei voida käyttää vain valmistamaan elektronisia laitteita, jotka toimivat äärimmäisissä olosuhteissa, kuten korkeassa lämpötilassa, korkeassa taajuudessa ja suuressa tehossa, mutta sillä on myös etuja syvässä ultraviolettiluminesenssissa ja ilmaisimissa. Laaja sovellusmahdollisuus. Itse asiassa Mishima et ai. ilmoitti ensimmäisen kerran, että korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa valmistetut c-BN-valodiodit voivat toimia 650 ° C: n lämpötilassa. Edessä olevan esijännityksen alla diodi lähettää paljaalla silmällä näkyvää sinistä valoa, ja spektrimittaukset osoittavat, että se on lyhin. Aallonpituus on 215 nm (5,8 eV). C-BN: llä on GaAs: n ja Si: n kaltainen lämpölaajenemiskerroin, korkea lämmönjohtavuus ja matala dielektrisyysvakio, hyvä eristysteho ja hyvä kemiallinen stabiilisuus, mikä tekee siitä jäähdytyselementtimateriaalin ja eristävän pinnoitteen integroiduille piireille. Lisäksi C-BN: llä on negatiivinen elektroni-affiniteetti, sitä voidaan käyttää kylmäkatodikentän emissiomateriaalina, ja sillä on laaja valikoima sovelluskohteita suurikokoisten litteiden näyttöjen alalla.

Optisten sovellusten osalta se johtuu c-BN-kalvon korkeasta kovuudesta ja korkeasta läpäisykyvystä koko aallonpituusalueella ultraviolettista (noin 200 nm: stä alkaen) pitkälle infrapunaan, joidenkin optisten komponenttien pintapinnoitteena, erityisesti ikkunamateriaalien kuten sinkkiselenidin (ZnSe) ja sinkkisulfidin (ZnS) päällystys. Lisäksi sillä on hyvä lämmönkestävyys ja kaupallinen kovuus, ja sen odotetaan olevan ihanteellinen ikkunamateriaali suuritehoisille lasereille ja ilmaisimille.