Dispositivos electronicos basados en el diamante

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  • Publicado : 5 de mayo de 2011
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Dispositivos electrónicos basados en el diamante
Introducción
El silicio es el material por excelencia usado en la fabricación de chips, pero con cada evolución en los procesos de manufactura los que cada vez se hacen menores, se está cada vez más cerca de llegar a sus límites físicos, se están buscando alternativas, y de ellas el grafeno es el candidato con mayores probabilidades desustituirlo en un futuro cercano. Pero la investigación de otras alternativas no se detiene, y podría suceder que los microchips del mañana podrían estar hechos de diamantes en vez de silicio o grafeno.
El diamante puro es un aislante eléctrico, pero brindándole las impurezas “adecuadas” tendría la capacidad de poder ser usado en semiconductores; y los diamantes son los mejores conductores delcalor en la tierra.
Lo que esto significa es que los diamantes sintéticos se podrían utilizar para crear microchips capaces de manejar alta potencia, pero no necesitan “sistemas de refrigeración hambrientos de energía”.
Los Módulos de control basados en diamante en los coches eléctricos y la maquinaria industrial podría suponer un ahorro considerable de energía”. El problema hasta elmomento está en encontrar una forma económica de lograr obleas de diamante lo suficientemente grandes como para albergar miles de microchips.
Los diamantes sintéticos se fabrican usando deposición de vapor químico (CVD) que en plasma de metano u otro gas hidrocarburo deposite carbón en una superficie sembrada con partículas de diamante, esta técnica la veremos detenidamente más adelante.La oblea se cultiva y es impresa fuera de la capa fuente, pero hasta ahora las obleas diamante más grandes, son demasiado pequeñas. Esto cambió cuando los científicos probaron utilizar CVD para unir una serie de pequeñas obleas idénticas juntas, logrando obleas de 25 mm2.  Lo cual tiene el suficiente potencial para la fabricación de dispositivos electrónicos.
Las aplicaciones del diamanteobtenido mediante técnica CVD se encuentran en principio, en el campo de la microelectrónica y están directamente relacionadas con las propiedades que poseen estos diamantes. Es posible obtener diamante no dopado con movilidades de portadores que exceden las de mejor diamante natural, y alcanzan valores de 4500cm2/V∙s para los electrones y 3800 cm2/V∙s para los huecos. Estas y otras propiedades loconvierten en el mejor competidor frente al silicio, además de que algunas de estas aplicaciones están abriéndose paso en el mercado. Hasta ahora, el principal obstáculo ha sido el alto coste del diamante y por tanto, se optaba por otro material alternativo. Mediante la técnica CVD se pretende que el coste del diamante baje y permita a los ingenieros explotar las extraordinarias propiedades deldiamante en un amplio rango de aplicaciones.
Las propiedades de los materiales de diamante son generalmente extremas cuando las comparamos con las de otros materiales, por esto el diamante ha sido atractivo tecnológicamente, especialmente por su amplio rango de aplicaciones. El diamante natural es escaso y posee limitaciones por el tamaño, además que tiene pocos dopantes. Como el diamante, encondiciones atmosféricas, es una forma de carbono metaestable, es posible procesar o modificar el material, generalmente estas transformaciones no son viables en el carbono grafito. Las posibilidades de crecimiento del diamante con propiedades controladas, y concentraciones de defectos, en un tamaño ilimitado han derivado en el reciente entusiasmo en las comunidades científicas y tecnológicas.Estructura
Dureza y estructura cristalina(a lo mejor me he pasado y sobra)
El diamante está formado exclusivamente por átomos de carbono enlazados covalentemente, que se disponen formando tetraedros con una distancia interatómica de 1.545 A. Los tetraedros están unidos por sus vértices formando una red cristalina cúbica centrada en caras (CCC) con dos átomos por celda unidad, que puede...
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