Алмаз — один из лучших проводников тепла среди всех известных материалов, но его твердость делает обработку крайне сложной.
Управление теплом — одна из ключевых проблем современной высокомощной электроники: от транзисторов на основе нитрида галлия в радарах и устройствах 5G до процессоров в дата-центрах, обеспечивающих работу искусственного интеллекта.
Большинство предыдущих методов использовали подход «сверху вниз»: сначала выращивали сплошной слой алмаза, а затем пытались вырезать или вытравить на этом слое нужную форму. Из-за твердости и химической стойкости алмаза сделать это невероятно сложно, процесс идет очень медленно и связан с высоким риском повреждения материала.
Специалисты Университета Райса под руководством Пуликеля Аджаяна применили противоположный подход — «снизу вверх», то есть стали выращивать алмазные покрытия нужной формы прямо на электронных компонентах, формируя алмазные узоры непосредственно в процессе роста. Для этого использовался метод химического осаждения из газовой фазы с микроволновой плазмой: мощное микроволновое излучение превращает газ в плазму, которая расщепляет углеродсодержащие газы, и атомы углерода оседают на подложку.
Чтобы контролировать, где именно начнется рост кристаллов, ученые применили два метода. Для мелких деталей — фотолитографию, стандартную технику микроэлектроники. Для крупных пластин — лазерную резку специальной пленки, на которую затем наносятся наноалмазные «семена». После удаления пленки остается чистый шаблон для роста алмаза — без агрессивных химикатов и сложной обработки. Метод позволил масштабировать процесс до двухдюймовых пластин.
Источник: hi-tech.mail.ru