Boornitriidi tulevikuväljavaated

Terasmaterjalide kõrge kõvaduse tõttu tekib töötlemisel palju soojust. Teemanttööriistu on kõrgel temperatuuril lihtne lagundada ja reageerida hõlpsasti siirdemetallidega. C-BN materjalidel on hea termiline stabiilsus ja neid ei ole kerge reageerida rauarühma metallide või sulamitega. Reaktsioon, saab laialdaselt kasutada terasetoodete täpseks töötlemiseks, lihvimiseks jne. Lisaks suurepärasele kulumiskindlusele on c-BN ka suurepärane kuumakindlus. See võib lõigata ka kuumuskindlat terast, ferrosulamist, karastatud terast jms ning lõigata kõrge kõvadusega jahutatud rullid ja imbuda suhteliselt kõrgetel lõiketemperatuuridel. Süsiniku karastusmaterjal ja Si-A1 sulam, mis on tööriista kulumisel väga tõsine. Tegelikult on mitmesuguste tsementkarbiidmaterjalide kiireks täpseks töötlemiseks kasutatud c-BN kristalli paagutatud kehast (kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul sünteesitud) valmistatud lõikeriistu ja abrasiivseid tööriistu.

Lairibavahe (ribavahe 6,4 eV) pooljuhtmaterjalina on C-BN-l kõrge soojusjuhtivus, kõrge takistus, suur liikuvus, madal dielektriline konstant, kõrge lagunemisega elektriväli ja see suudab realiseerida kahetüüpi dopingut ja sellel on hea stabiilsus. Koos teemandi, SiC ja GaN-ga nimetatakse seda kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjaliks Si, Ge ja GaAs järel. Nende ühiseks jooneks on lai ribalaius, mis sobib ekstreemsetes tingimustes kasutatavate elektronide valmistamiseks. Seade. Tabelis 10.6 on toodud nende erinevate omaduste võrdlus. Pole raske leida, et võrreldes SiC ja GaN-ga on C-BN-l ja teemandil rohkem suurepäraseid omadusi, nagu laiem ribalaius, suurem liikuvus ja rohkem suure lagunemisega elektriväli, madalam dielektriline konstant ja suurem soojusjuhtivus. Ilmselt on äärmuslike elektroonikamaterjalidena paremad C-BN ja teemant. Kuid pooljuhtmaterjalina on teemandil surmav nõrkus, see tähendab, et teemandi n-tüüpi doping on väga keeruline (n-tüüpi dopingu takistus võib ulatuda ainult 102 Ω · cm-ni, mis on seadme standardist kaugel) , samas kui c-BN on Kas saab saavutada kahetüüpi dopingut. Näiteks kõrge temperatuuri ja kõrgsurve sünteesi ning õhukese kile ettevalmistamise käigus võib Be lisamine saada p-tüüpi pooljuhi; lisades S, C, Si jne, saab n-tüüpi pooljuhi. Seetõttu on c-BN üldiselt kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjal, millel on kõige parem jõudlus. Seda saab kasutada mitte ainult ekstreemsetes tingimustes nagu kõrge temperatuur, kõrge sagedus ja suur võimsus töötavate elektroonikaseadmete valmistamiseks, vaid sellel on ka eeliseid sügavas ultraviolettluminestsentsis ja detektorites. Laiad rakenduse väljavaated. Tegelikult on Mishima jt. esimest korda teatas, et kõrgel temperatuuril ja kõrgsurve tingimustes valmistatud c-BN valgusdioodid võivad töötada temperatuuril 650 ° C. Ettepoole suunatud kallutamise korral kiirgab diood palja silmaga nähtavat sinist valgust ja spektraalmõõtmised näitavad, et see on kõige lühem. Lainepikkus on 215 nm (5,8 eV). C-BN-l on GaAs ja Si-ga sarnane soojuspaisumistegur, kõrge soojusjuhtivus ja madal dielektriline konstant, hea isolatsiooni jõudlus ja hea keemiline stabiilsus, mis muudab selle jahutusmaterjaliks ja integreeritud vooluahelate isoleerkatteks. Lisaks on C-BN-il negatiivne elektronide afiinsus, seda saab kasutada külmkatoodivälja emissioonimaterjalina ja sellel on suur valik rakendusvõimalusi suurel pindalal asuvate lameekraaniga ekraanide valdkonnas.

Optiliste rakenduste osas sobib c-BN-kile kõrge kõvaduse ja suure läbilaskvuse tõttu kogu lainepikkuste vahemikus ultraviolettkiirgusest (umbes alates 200 nm) kuni kaugele infrapuna, mõnede optiliste komponentide pinnakattena, eriti aknamaterjalide, nagu tsingiseleniid (ZnSe) ja tsinksulfiid (ZnS), katmine. Lisaks on sellel hea termilöögikindlus ja kaubanduslik kõvadus ning eeldatavasti saab sellest ideaalne aknamaterjal suure võimsusega laserite ja detektorite jaoks.