Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, yerinde deneyler ve moleküler dinamik simülasyonları yoluyla aşırı elektrik alanları altında elmasın başarısız mekanizmasını ortaya koydu. Çalışma, yayınlanan Hücre Raporları Fizik Bilimisağlam elmas cihazların tasarımı için kritik bilgiler sağlar.
Diamond, ultra yüksek arıza alan gücü ve termal iletkenlik dahil olağanüstü fiziksel özellikleri ile bilinir, bu da onu yüksek frekans ve yüksek güçlü elektronikler için umut verici bir malzeme haline getirir. Bununla birlikte, aşırı elektrik alanları altındaki başarısızlık süreci şimdiye kadar daha önce anlaşılmamıştır.
Profs tarafından yönetildi. Araştırmacılar Yan Qingbo ve Chen Guangchao, arıza sürecini gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için bir situ iletim elektron mikroskopisi (TEM) yöntemi kullandılar. Elmas başarısızlığının tercihen, grafite dönüşmek yerine stres kaynaklı kafes bozulması ve müteakip amorfizasyon nedeniyle (111) kristal düzlemi boyunca başladığını bulmuşlardır.
Araştırmacılar ayrıca (111) yüzeyinin deneysel gözlemleriyle mükemmel bir şekilde hizalanan yüksek sıcaklıklarda termal çöküşe daha duyarlı olduğunu doğrulamak için moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullandılar. Bu çalışma, Diamond’ın elektrik arızasının kristalografik bağımlılığını açıklığa kavuşturur ve (100)- veya (110) yönlendirilmiş elmas maruz kalan substratların kullanmanın cihaz dayanıklılığını önemli ölçüde artırabileceğini düşündürmektedir.
Bu çalışma, aşırı koşullar altında elmas davranışı anlayışımızı derinleştirir ve daha dayanıklı elmas bazlı elektronik cihazlar için yeni yollar açar.
Araştırmacılar, bu bulguların kuantum bilgi işlem, yüksek güç transistörleri ve ultraviyole lazerler gibi alanlarda elmas tabanlı cihazların tasarımını ve malzeme seçimini etkilemesini beklediler.
