Μελλοντικές προοπτικές του Boron Nitride

Λόγω της υψηλής σκληρότητας των χαλύβδινων υλικών, παράγεται πολύ θερμότητα κατά την επεξεργασία. Τα εργαλεία με διαμάντια αποσυντίθενται εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες και αντιδρούν εύκολα με μεταβατικά μέταλλα. Τα υλικά C-BN έχουν καλή θερμική σταθερότητα και δεν είναι εύκολο να αντιδράσουν με μέταλλα ή κράματα ομάδας σιδήρου. Η αντίδραση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως στην επεξεργασία ακριβείας, τη λείανση κ.λπ. προϊόντων χάλυβα. Εκτός από την εξαιρετική αντοχή στη φθορά, το c-BN έχει επίσης εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα. Μπορεί επίσης να κόψει ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα, σιδηροπράγμα, σκληρυμένο χάλυβα κ.λπ., και μπορεί να κόψει παγωμένα ρολά υψηλής σκληρότητας και να διεισδύσει σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες κοπής. Υλικό απόσβεσης άνθρακα και κράμα Si-A1 που είναι πολύ σοβαρό για τη φθορά των εργαλείων. Στην πραγματικότητα, εργαλεία κοπής και λειαντικά εργαλεία κατασκευασμένα από πυροσυσσωματωμένο σώμα από κρύσταλλο c-BN (που συντέθηκαν σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση) έχουν χρησιμοποιηθεί στην υψηλής ταχύτητας κατεργασία ακριβείας διαφόρων υλικών καρβιδίου με τσιμέντο.

Ως υλικό ημιαγωγού μεγάλου εύρους ζώνης (διάκενο ζώνης 6,4 eV), το C-BN έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλή αντίσταση, υψηλή κινητικότητα, χαμηλή διηλεκτρική σταθερά, ηλεκτρικό πεδίο υψηλής διάσπασης και μπορεί να πραγματοποιήσει ντόπινγκ διπλού τύπου και έχει καλή σταθερότητα. Μαζί με διαμάντια, SiC και GaN, ονομάζεται υλικό ημιαγωγών τρίτης γενιάς μετά τα Si, Ge και GaAs. Το κοινό χαρακτηριστικό τους είναι ένα διάκενο ευρείας ζώνης, το οποίο είναι κατάλληλο για κατασκευή ηλεκτρονίων υπό ακραίες συνθήκες. Συσκευή. Ο Πίνακας 10.6 παρέχει μια σύγκριση των διαφόρων ιδιοτήτων τους. Δεν είναι δύσκολο να βρεθεί ότι σε σύγκριση με τα SiC και GaN, το C-BN και το διαμάντι έχουν πιο εξαιρετικές ιδιότητες, όπως ευρύτερο διάκενο ζώνης, υψηλότερη κινητικότητα και περισσότερο ηλεκτρικό πεδίο υψηλής διάσπασης, χαμηλότερη διηλεκτρική σταθερά και υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα. Προφανώς, όπως τα ακραία ηλεκτρονικά υλικά, τα C-BN και τα διαμάντια είναι καλύτερα. Ωστόσο, ως υλικό ημιαγωγών, το διαμάντι έχει τη θανατηφόρα αδυναμία του, δηλαδή, η ντόπινγκ τύπου διαμαντιού είναι πολύ δύσκολη (η αντίσταση του ντόπινγκ τύπου-ν μπορεί να φτάσει μόνο 102 Ω · cm, που απέχει πολύ από το πρότυπο της συσκευής) , ενώ το c-BN είναι Μπορεί να επιτύχει διπλού τύπου ντόπινγκ. Για παράδειγμα, κατά τη διαδικασία σύνθεσης υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης και προετοιμασίας λεπτής μεμβράνης, η προσθήκη Be μπορεί να αποκτήσει ημιαγωγό τύπου p. Η προσθήκη S, C, Si κ.λπ. μπορεί να αποκτήσει ημιαγωγό τύπου n. Ως εκ τούτου, σε γενικές γραμμές, το c-BN είναι το υλικό ημιαγωγών τρίτης γενιάς με την άριστη απόδοση. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την προετοιμασία ηλεκτρονικών συσκευών που λειτουργούν υπό ακραίες συνθήκες, όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή συχνότητα και υψηλή ισχύ, αλλά έχει επίσης πλεονεκτήματα σε βαθύ υπεριώδες φωτισμό και ανιχνευτές. Ευρεία προοπτική εφαρμογής. Στην πραγματικότητα, οι Mishima et al. ανέφεραν για πρώτη φορά ότι οι δίοδοι εκπομπής φωτός c-BN κατασκευασμένες υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασία 650 ° C. Κάτω από τη μεροληψία προς τα εμπρός, η δίοδος εκπέμπει μπλε φως ορατό με γυμνό μάτι και οι φασματικές μετρήσεις δείχνουν ότι είναι η μικρότερη. Το μήκος κύματος είναι 215 nm (5,8 eV). Το C-BN έχει συντελεστή θερμικής διαστολής παρόμοιο με τα GaAs και Si, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή διηλεκτρική σταθερά, καλή απόδοση μόνωσης και καλή χημική σταθερότητα, καθιστώντας το υλικό ψύκτρας και μονωτική επίστρωση για ολοκληρωμένα κυκλώματα. Επιπλέον, το C-BN έχει αρνητική συγγένεια ηλεκτρονίων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό εκπομπής πεδίου ψυχρής καθόδου και έχει ένα ευρύ φάσμα προοπτικών εφαρμογής στο πεδίο των επιφανειών επίπεδης οθόνης μεγάλης περιοχής.

Όσον αφορά τις οπτικές εφαρμογές, λόγω της υψηλής σκληρότητας του φιλμ c-BN και της υψηλής μετάδοσης σε ολόκληρο το εύρος μήκους κύματος από υπεριώδες (περίπου ξεκινώντας από 200 nm) έως πολύ υπέρυθρες, είναι κατάλληλο ως επιφανειακή επίστρωση για ορισμένα οπτικά εξαρτήματα, ειδικά ως επίστρωση υλικών παραθύρων όπως σεληνιούχος ψευδάργυρος (ZnSe) και θειούχος ψευδάργυρος (ZnS). Επιπλέον, έχει καλή αντοχή στο θερμικό σοκ και την εμπορική σκληρότητα, και αναμένεται να γίνει ένα ιδανικό υλικό παραθύρου για λέιζερ και ανιχνευτές υψηλής ισχύος.