2019国际碳材料大会:未来世界都是“镶钻”的!

科技观察168 2019-11-21

人类未来社会,处处离不开钻石。这句话您信吗?想必是不敢相信,因为就算是钻石有千般万般好,也没那么多钱去买。

但在原沈阳理工大学校长、国家优秀留学归国人员、机械工程与材料科学专家贾春德教授看来,钻石不仅是未来的万物之宝,而且随着人造金刚石的发展,钻石的稀缺性也会大大降低。将于11月26日至29日召开的“2019国家碳材料大会”上,贾春德教授将展示他们的“纳米金刚石颗粒增强钢铁基复合材料产业化”项目,揭露出神秘的钢铁基纳米复合材料的科技面纱。

随着电子技术快速发展,半导体材料不断更新换代的同时,集成电路也向着大规模、高集成、大功率、小尺寸方向不断深入提高,这势必会对新材料提出更高的要求,宽禁带半导体材料、导热材料、电磁屏蔽材料、高频覆铜板基材、先进封装、微波介质等新材料将成为5G时代的迫切需求。

而以金刚石为代表的第三代宽禁带半导体材料及器件是未来集成电路的基础,引领着信息时代的发展,并且在生物检测和医疗、平板显示、环保工程、功能器件、精密加工、光学窗口等多个高新技术领域都有巨大的应用潜力。

金刚石具有禁带宽度大、硬度和热导率极高、电子饱和漂移速度高、耐高温、耐腐蚀、抗辐照等优异性能,在高压和高效功率电子、高频和大功率微电子、深紫外光电子等领域都有着极其重要的应用前景。金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率,比碳化硅大4倍,比硅大13倍,比砷化稼大43倍,是铜和银的4~5倍,金刚石导热散热复合材料大有可为。

在电子元器件材料表面沉积纳米金刚石薄膜,可以大大缩小原来元件中用于散热的部件尺寸,这不仅解决了导热问题,而且也提供了制作超大规模集成电路的可能。膜层对导体也起到了绝缘保护的作用,避免了元件之间的相互干扰。

同时,金刚石是一种性能优异的高温、宽带隙半导体材料,其电子和空穴载流子迁移速度极高。金刚石半导体其工作最高温度可达到600℃以上,这是金刚石材料被定格的终极应用。材料学家预测,半导体器件的问世是电子技术的一场革命。

此外,对于以金刚石为代表的超宽禁带半导体材料的研究和应用,不断地获得着技术突破。这类半导体材料具有更高的禁带宽度、热导率以及材料稳定性,在新一代深紫外光电器件、高压大功率电子器件等领域具有显著的优势和巨大的发展潜力。

而且,由于金刚石具有很高的热导率和极高的电荷迁移率,其制成的半导体器件在高频、高功率、高电压等恶劣环境中具有巨大的应用前景。金刚石可以作为有源器件材料制作场效应管、功率开关等器件,也能作为无源器件材料制成肖特基二极管。

而金刚石膜是一种优质的表面材料,具有红外增透特性,是一种良好的可以作为红外窗口的减反射膜材料。而在未来应用广泛的场发射显示器(Field Emission Display,FED)上,金刚石有比较低的逸出功,电子较容易通过表面势垒而成为场发射的电子,这是作为场发射阴极最重要的条件,金刚石制备的显示器将成为“明日之星”。

“2019年世界碳材料大会”即将于11月26日-29日在上海跨国采购会展中心召开。届时,150+位全球演讲嘉宾,来自500+企业的5000+行业代表将齐聚2019世碳会。3500平方米的论坛区,五大平行分论坛的130+主题演讲及超级培训,以及碳材料产业大赛和多场workshop轮番上演。同期,在10000+平方米的展区内,160+参展企业,五大特色展区,打造碳材料行业最全面展览会。

而金刚石的创新应用论坛,除重点关注金刚石传统高端制造业、合成掺杂技术,相关制品应用外,还会聚焦于钻石培育、热管理技术、金刚石半导体器件等前沿高新技术领域的研究探索。另外,针对“金刚石导热散热复合材料的开发及应用展望”以及“培育钻石珠宝市场发展现状及展望”方向,特别设置了两场Workshop,共同探讨新技术、新突破和新发展,开启超硬材料迈向高端领域应用的新时代。