El silicio ha sido el caballo de batalla de la electrónica durante décadas porque es un elemento común, es fácil de procesar y tiene propiedades electrónicas útiles. Una limitación del silicio es que las altas temperaturas lo dañan, que limita la velocidad de funcionamiento de la electrónica basada en silicio. El diamante monocristalino es una posible alternativa al silicio. Los investigadores fabricaron recientemente una oblea de diamante monocristalino, pero los métodos comunes de pulir la superficie — un requisito para su uso en electrónica — son lentos y dañinos para el material.

En un estudio publicado recientemente en Informes científicos , Investigadores de la Universidad de Osaka y socios colaboradores pulieron una oblea de diamante monocristalino para que fuera casi atómicamente lisa. Este procedimiento será útil para ayudar al diamante a reemplazar al menos algunos de los componentes de silicio de los dispositivos electrónicos.

El diamante es la sustancia más dura conocida y esencialmente no reacciona con los productos químicos. Pulirlo con una herramienta igualmente dura daña la superficie y la química de pulido convencional es lenta. En este estudio, En esencia, los investigadores primero modificaron la superficie del vidrio de cuarzo y luego pulieron el diamante con herramientas de vidrio de cuarzo modificado.

"El pulido asistido por plasma es una técnica ideal para el diamante monocristalino, "explica el autor principal Nian Liu." El plasma activa los átomos de carbono en la superficie del diamante sin destruir la estructura cristalina, lo que permite que una placa de vidrio de cuarzo alise suavemente las irregularidades de la superficie ".

El diamante monocristalino antes de pulir, tenía muchas características escalonadas y era ondulado en general, con una rugosidad cuadrática media media de 0,66 micrómetros. Después de pulir, los defectos topográficos habían desaparecido, y la rugosidad de la superficie fue mucho menor:0,4 nanómetros.

"El pulido redujo la rugosidad de la superficie a una suavidad casi atómica, "dice el autor principal Kazuya Yamamura." No había arañazos en la superficie, como se ve en los enfoques de suavizado mecánico de Scaife ".

Es más, los investigadores confirmaron que la superficie pulida no se alteró químicamente. Por ejemplo, no detectaron grafito, por lo tanto, sin carbono dañado. La única impureza detectada fue una cantidad muy pequeña de nitrógeno de la preparación de oblea original.

"Con espectroscopía Raman, el ancho completo a la mitad del máximo de las líneas de diamante en la oblea era el mismo, y las posiciones máximas eran casi idénticas, "dice Liu." Otras técnicas de pulido muestran claras desviaciones del diamante puro ".

Con este desarrollo de la investigación, Ahora se pueden conseguir dispositivos de energía de alto rendimiento y disipadores de calor basados ​​en diamantes monocristalinos. Estas tecnologías reducirán drásticamente el uso de energía y la entrada de carbono, y mejorar el rendimiento, de futuros dispositivos electrónicos.

El artículo, "Pulido asistido por plasma altamente eficiente y sin daños de un sustrato de diamante monocristalino de mosaico grande cuadrado de 20 mm, "fue publicado en Informes científicos .