기능성 소재 분야의 경이로움
로서다이아몬드CVD 다이아몬드 성장 기술은 광범위한 기술을 필요로 하며, 매우 어려운 기술입니다. 비교적 짧은 기간 내에 실현하기 위해서는 다양한 분야의 협력 연구가 필요합니다. 앞으로 CVD 다이아몬드 성장 기술을 지속적으로 개발하고 개선하며, CVD 다이아몬드 성장 기술의 응용 분야를 모색해야 합니다.CVD 다이아몬드음향, 광학, 전기 분야에서 필름은 중요한 역할을 합니다. 21세기 첨단 기술 발전을 위한 새로운 소재가 될 것입니다. CVD는 엔지니어링 소재와 기능성 소재 모두에 활용될 수 있습니다. 아래에서는 CVD의 기능성 응용 분야에 대한 간략한 소개를 제공합니다.
기능성 소재란 무엇일까요? 기능성 소재는 빛, 전기, 자기, 소리, 열 등 물리적, 화학적 기능을 가진 다양한 소재를 말하며, 산업 및 기술 분야에서 활용됩니다. 여기에는 전기 기능성 소재, 자기 기능성 소재, 광학 기능성 소재, 초전도 소재, 생체 의료용 소재, 기능성 멤브레인 등이 포함됩니다.
기능성 막이란 무엇이며, 어떤 특성을 가지고 있을까요? 기능성 막은 빛, 자성, 전기적 여과, 흡착과 같은 물리적 특성과 촉매 작용 및 반응과 같은 화학적 특성을 가진 얇은 막 물질을 말합니다.
박막 소재의 특성: 박막 소재는 전형적인 2차원 소재로, 두 축에서는 크고 세 축에서는 작습니다. 일반적으로 사용되는 3차원 벌크 소재와 비교했을 때, 박막 소재는 성능과 구조 측면에서 많은 특징을 가지고 있습니다. 가장 큰 특징은 특수 박막 제조 방법을 통해 기능성 박막의 일부 특성을 구현할 수 있다는 것입니다. 이러한 이유로 박막 기능성 소재는 최근 많은 관심과 연구 주제로 떠오르고 있습니다.
로서2차원 재료박막 소재의 가장 중요한 특징은 소위 크기 특성으로, 다양한 부품의 소형화 및 집적화에 활용될 수 있습니다. 박막 소재의 다양한 용도는 이러한 특성에 기반하며, 가장 대표적인 용도는 집적 회로 및 컴퓨터 저장 장치의 저장 밀도 향상입니다.
박막 재료는 크기가 작기 때문에 표면과 계면의 상대적 비율이 상대적으로 크고, 표면이 나타내는 특성이 매우 두드러집니다. 표면 계면과 관련된 일련의 물리적 효과는 다음과 같습니다.
(1) 빛의 간섭효과에 의한 선택적 투과 및 반사
(2) 전자와 표면의 충돌로 인한 비탄성 산란은 전도도, 홀계수, 전류자기장 효과 등의 변화를 일으킨다.
(3) 박막 두께가 전자의 평균자유행로보다 훨씬 얇고 전자의 드로비파장에 가깝기 때문에 박막의 두 표면 사이를 오가는 전자들이 간섭을 일으키고, 표면의 수직이동에 따른 에너지가 불연속적인 값을 갖게 되어 전자전달에 영향을 미치게 된다.
(4) 표면에서는 원자들이 주기적으로 방해를 받으며, 생성되는 표면 에너지 준위와 표면 상태 수는 표면 원자 수와 같은 자릿수를 이루게 되는데, 이는 반도체와 같이 캐리어가 적은 물질에 큰 영향을 미치게 된다.
(5) 표면 자기원자의 인접 원자수가 감소하여 표면 원자의 자기모멘트가 증가하게 된다.
(6) 박막재료의 이방성 등
박막 소재의 성능은 제조 공정의 영향을 받기 때문에, 대부분의 소재는 제조 과정에서 비평형 상태에 있습니다. 따라서 박막 소재의 조성과 구조는 평형 상태에 구애받지 않고 광범위하게 변화될 수 있습니다. 따라서 벌크 소재로는 얻기 어려운 다양한 소재를 제조하고 새로운 특성을 얻을 수 있습니다. 이는 박막 소재의 중요한 특징이자 박막 소재가 사람들의 관심을 끄는 중요한 이유입니다. 화학적 방법이든 물리적 방법이든, 원하는 박막을 얻을 수 있습니다.