多結晶ダイヤモンドフィルム（Polycrystalline diamond film）の開発と供給

多結晶ダイヤモンドフィルム（ポリクリスタリンダイヤモンドフィルム）の開発と供給

ダイヤモンドは、主成分が炭素からなる元素鉱物（native element）で等軸晶系結晶構造を有します。また、硬度10で自然酸鉱物のうち硬度が最も高い硬い鉱物であり、宝石鉱物の中で最も脚光を浴びています。 ダイヤモンドの名称は「征服できない」という意味を持つギリシャ語アダマス（adamas）に由来し 金剛石とも呼ばれます。

ダイヤモンドは、マントル起源の超塩基性岩であるキンバライトに含まれています。 この岩体は、地下100-150kmの下で形成された後、速い速度で指標に上昇しながら指標付近に達した後に指標の侵食作用で露出して発見されます。 現在、主にブラジル、南アフリカ、ロシアで採れています。

多結晶ダイヤモンドフィルム（ポリクリスタリンダイヤモンドフィルム）は、化学蒸気堆積法（ＣＶＤ）プロセスによって製造されます。一般に、高純度シリコンウェーハが使用される。あるいは、フィルムの厚さに応じて独立して使用することができます。

機械的、熱的、光学的特性の独自の組み合わせにより、人工ダイヤモンドは今日、多くの産業用途で一般的に使用されています。何十年にもわたる研究と専門知識で、ダイヤモンドの特性を改善して様々な産業で利用されています。薄膜の形での合成ダイヤモンドの開発は様々な研究を可能にします。

低圧および低温領域で多結晶ダイヤモンド（PCD）フィルムを制作方法は、化学蒸着（CVD）工程があります。 多結晶ダイヤモンド膜は、CVD堆積が非ダイヤモンド基板上で行われるとき、ヘテロエピタキシャルの成長中に形成されます。成長は、基板上に分散された小さなダイヤモンド結晶シードを使用して行われます。さまざまな配向のシード（核形成サイト）上で成長したさまざまな微結晶の最終的な合体により、柱状構造の連続PCD膜が形成されます。このような柱状構造は、主に、いわゆる粒界内にあるアモルファスおよびグラファイトの介在物の薄層によって一緒に保持されたダイヤモンド粒子（微結晶）でできています。全体として、PCD膜厚、表面のダイヤモンド粒子のサイズ、およびその粗さは、成長プロセスが終了した際に決定されます。

過去10年間のダイヤモンド薄膜の合成における技術的成果により、優れたダイヤモンド特性が利用され、さまざまな工学分野で幅広い用途が開発されました。ただし、ほとんどのCVDダイヤモンド膜は多結晶であるため、その特性は微細構造によって違います。多くの産業分野で多結晶CVDダイヤモンドの利用が増えることにつれて、フィルムの特性が絶えず開発され、強化されています。薄膜の形の多結晶ダイヤモンドは、より厚い多結晶層に勝るさらなる利点を提供します。

また、ダイヤモンドの性質以外にも、基板の性質、基板の寸法、非平面形状の可能性、表面形態、導電性、デバイスの製造能力、電気化学的性質（sp3/sp2比で与えられる）、低コストなどの利点があります。 単結晶形態（低コスト、大面積製品）に対するCVDダイヤモンドフィルムの利点により、ダイヤモンドの古典的な機械的使用を超えて、すでに利用可能な様々な用途が拡張されました。 これには、光学、電子、および電気化学アプリケーション用のCVD多結晶ダイヤモンド、熱管理に適したCVDダイヤモンドグレード、およびさらに高度なアプリケーション用のPCDフィルムが含まれます。

多結晶ダイヤモンドフィルム(Polycrystalline diamond film)特性と提供

多結晶ダイヤモンドフィルムは通常、材料の表面仕上げが堆積した状態ですが、コストをかけて材料をラップしたり研磨することができます。熱伝導率、粒径、透明度および表面粗さは、CVD多結晶ダイヤモンドフィルムの厚さにより変動します。

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