Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet

Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista

Juha-Pekka Hirvonen (Editor)

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin kohdistuva tutkimus on kasvanut voimakkaasti koko 80-luvun. Tämä johtuu pääasiassa siitä, enä 70-luvulla onnistuttiin Neuvostoliitossa valmistamaan timanttipinnoitteita matalassa paineessa kemiallista kaasufaasipinnoitus- (CVD) -menetelmää käyttäen. Koska timantilla on monia äärimmäisiä materiaaliominaisuuksia, liittyy näiden pinnoitteiden sovelluksiin suuria kaupallisia odotuksia. Tribologia ja puolijohdeteollisuus ovat osoittaneet suurinta mielenkiintoa. Tämän hetken tietojen mukaan on esimerkiksi Yhdysvalloissa valmistettu yli yhden millimetrin paksuja timanttipinnoitteita CVD-menetelmällä työkalujen pinnalle. Puolijohdeteollisuudessa puolestaan odotetaan timanttikalvoilla olevan erinomaisia ominaisuuksia sekä aktiivisina että passiivisina mikroelektroniikan osina. Suurpainemenetelmä on toinen tapa erityisesti paksujen timanttipinnoitteiden valmistamiseksi. Tässä menetelmässä sintrataan timanttikerros työkalun pinnalle timanttifaasille stabiileissa olosuhteissa, tyypillisesti 6 GPa:n paineessa ja 1500 oC:n lämpötilassa. Myös näiden pinnoitteiden suurimpana käyttökohteena ovat tribologiset sovellukset. Vaikka timantti- ja timantinkaltaisten pinnoitteiden sovellusten etsiminen onkin tällä hetkellä voimakasta, liittyy esimerkiksi pinnoitteiden kasvatukseen ja karakterisointiin myös lukuisia tieteellisiä haasteita. Tämä pitää paikkansa erityisesti matalapainetekniikan tapauksessa. Tutkimuslaitoksissa ympäri maailmaa onkin perustettu ryhmiä, joissa eri alojen kuten fysiikan, kemian ja materiaalitieteen edustajat yrittävät yhdessä ratkaista timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin liittyviä ongelmia. Kuluva vuosikymmen tulleekin näkemään lukuisia läpimurtoja tällä mielenkiintoisella tutkimusalueella.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages80
ISBN (Print)951-38-4026-3
Publication statusPublished - 1991
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameTiedotteita / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
No.1293
ISSN (Print)0358-5085

Fingerprint

Diamond

Keywords

  • diamonds
  • coatings
  • analyzing
  • chemical vapor deposition
  • sintering
  • tribology
  • semiconductors (materials)
  • microelectronics
  • tools

Cite this

Hirvonen, J-P. (Ed.) (1991). Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet: Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1293
Hirvonen, Juha-Pekka (Editor). / Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet : Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 80 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1293).
@book{c0140663f59246e68df7f64ca770ef97,
title = "Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet: Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmist{\"a} ja karakterisoinnista",
abstract = "Timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin kohdistuva tutkimus on kasvanut voimakkaasti koko 80-luvun. T{\"a}m{\"a} johtuu p{\"a}{\"a}asiassa siit{\"a}, en{\"a} 70-luvulla onnistuttiin Neuvostoliitossa valmistamaan timanttipinnoitteita matalassa paineessa kemiallista kaasufaasipinnoitus- (CVD) -menetelm{\"a}{\"a} k{\"a}ytt{\"a}en. Koska timantilla on monia {\"a}{\"a}rimm{\"a}isi{\"a} materiaaliominaisuuksia, liittyy n{\"a}iden pinnoitteiden sovelluksiin suuria kaupallisia odotuksia. Tribologia ja puolijohdeteollisuus ovat osoittaneet suurinta mielenkiintoa. T{\"a}m{\"a}n hetken tietojen mukaan on esimerkiksi Yhdysvalloissa valmistettu yli yhden millimetrin paksuja timanttipinnoitteita CVD-menetelm{\"a}ll{\"a} ty{\"o}kalujen pinnalle. Puolijohdeteollisuudessa puolestaan odotetaan timanttikalvoilla olevan erinomaisia ominaisuuksia sek{\"a} aktiivisina ett{\"a} passiivisina mikroelektroniikan osina. Suurpainemenetelm{\"a} on toinen tapa erityisesti paksujen timanttipinnoitteiden valmistamiseksi. T{\"a}ss{\"a} menetelm{\"a}ss{\"a} sintrataan timanttikerros ty{\"o}kalun pinnalle timanttifaasille stabiileissa olosuhteissa, tyypillisesti 6 GPa:n paineessa ja 1500 oC:n l{\"a}mp{\"o}tilassa. My{\"o}s n{\"a}iden pinnoitteiden suurimpana k{\"a}ytt{\"o}kohteena ovat tribologiset sovellukset. Vaikka timantti- ja timantinkaltaisten pinnoitteiden sovellusten etsiminen onkin t{\"a}ll{\"a} hetkell{\"a} voimakasta, liittyy esimerkiksi pinnoitteiden kasvatukseen ja karakterisointiin my{\"o}s lukuisia tieteellisi{\"a} haasteita. T{\"a}m{\"a} pit{\"a}{\"a} paikkansa erityisesti matalapainetekniikan tapauksessa. Tutkimuslaitoksissa ymp{\"a}ri maailmaa onkin perustettu ryhmi{\"a}, joissa eri alojen kuten fysiikan, kemian ja materiaalitieteen edustajat yritt{\"a}v{\"a}t yhdess{\"a} ratkaista timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin liittyvi{\"a} ongelmia. Kuluva vuosikymmen tulleekin n{\"a}kem{\"a}{\"a}n lukuisia l{\"a}pimurtoja t{\"a}ll{\"a} mielenkiintoisella tutkimusalueella.",
keywords = "diamonds, coatings, analyzing, chemical vapor deposition, sintering, tribology, semiconductors (materials), microelectronics, tools",
editor = "Juha-Pekka Hirvonen",
year = "1991",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4026-3",
series = "Tiedotteita / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1293",
address = "Finland",

}

Hirvonen, J-P (ed.) 1991, Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet: Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, no. 1293, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet : Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista. / Hirvonen, Juha-Pekka (Editor).

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 80 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1293).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet

T2 - Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista

A2 - Hirvonen, Juha-Pekka

PY - 1991

Y1 - 1991

N2 - Timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin kohdistuva tutkimus on kasvanut voimakkaasti koko 80-luvun. Tämä johtuu pääasiassa siitä, enä 70-luvulla onnistuttiin Neuvostoliitossa valmistamaan timanttipinnoitteita matalassa paineessa kemiallista kaasufaasipinnoitus- (CVD) -menetelmää käyttäen. Koska timantilla on monia äärimmäisiä materiaaliominaisuuksia, liittyy näiden pinnoitteiden sovelluksiin suuria kaupallisia odotuksia. Tribologia ja puolijohdeteollisuus ovat osoittaneet suurinta mielenkiintoa. Tämän hetken tietojen mukaan on esimerkiksi Yhdysvalloissa valmistettu yli yhden millimetrin paksuja timanttipinnoitteita CVD-menetelmällä työkalujen pinnalle. Puolijohdeteollisuudessa puolestaan odotetaan timanttikalvoilla olevan erinomaisia ominaisuuksia sekä aktiivisina että passiivisina mikroelektroniikan osina. Suurpainemenetelmä on toinen tapa erityisesti paksujen timanttipinnoitteiden valmistamiseksi. Tässä menetelmässä sintrataan timanttikerros työkalun pinnalle timanttifaasille stabiileissa olosuhteissa, tyypillisesti 6 GPa:n paineessa ja 1500 oC:n lämpötilassa. Myös näiden pinnoitteiden suurimpana käyttökohteena ovat tribologiset sovellukset. Vaikka timantti- ja timantinkaltaisten pinnoitteiden sovellusten etsiminen onkin tällä hetkellä voimakasta, liittyy esimerkiksi pinnoitteiden kasvatukseen ja karakterisointiin myös lukuisia tieteellisiä haasteita. Tämä pitää paikkansa erityisesti matalapainetekniikan tapauksessa. Tutkimuslaitoksissa ympäri maailmaa onkin perustettu ryhmiä, joissa eri alojen kuten fysiikan, kemian ja materiaalitieteen edustajat yrittävät yhdessä ratkaista timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin liittyviä ongelmia. Kuluva vuosikymmen tulleekin näkemään lukuisia läpimurtoja tällä mielenkiintoisella tutkimusalueella.

AB - Timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin kohdistuva tutkimus on kasvanut voimakkaasti koko 80-luvun. Tämä johtuu pääasiassa siitä, enä 70-luvulla onnistuttiin Neuvostoliitossa valmistamaan timanttipinnoitteita matalassa paineessa kemiallista kaasufaasipinnoitus- (CVD) -menetelmää käyttäen. Koska timantilla on monia äärimmäisiä materiaaliominaisuuksia, liittyy näiden pinnoitteiden sovelluksiin suuria kaupallisia odotuksia. Tribologia ja puolijohdeteollisuus ovat osoittaneet suurinta mielenkiintoa. Tämän hetken tietojen mukaan on esimerkiksi Yhdysvalloissa valmistettu yli yhden millimetrin paksuja timanttipinnoitteita CVD-menetelmällä työkalujen pinnalle. Puolijohdeteollisuudessa puolestaan odotetaan timanttikalvoilla olevan erinomaisia ominaisuuksia sekä aktiivisina että passiivisina mikroelektroniikan osina. Suurpainemenetelmä on toinen tapa erityisesti paksujen timanttipinnoitteiden valmistamiseksi. Tässä menetelmässä sintrataan timanttikerros työkalun pinnalle timanttifaasille stabiileissa olosuhteissa, tyypillisesti 6 GPa:n paineessa ja 1500 oC:n lämpötilassa. Myös näiden pinnoitteiden suurimpana käyttökohteena ovat tribologiset sovellukset. Vaikka timantti- ja timantinkaltaisten pinnoitteiden sovellusten etsiminen onkin tällä hetkellä voimakasta, liittyy esimerkiksi pinnoitteiden kasvatukseen ja karakterisointiin myös lukuisia tieteellisiä haasteita. Tämä pitää paikkansa erityisesti matalapainetekniikan tapauksessa. Tutkimuslaitoksissa ympäri maailmaa onkin perustettu ryhmiä, joissa eri alojen kuten fysiikan, kemian ja materiaalitieteen edustajat yrittävät yhdessä ratkaista timantti- ja timantinkaltaisiin pinnoitteisiin liittyviä ongelmia. Kuluva vuosikymmen tulleekin näkemään lukuisia läpimurtoja tällä mielenkiintoisella tutkimusalueella.

KW - diamonds

KW - coatings

KW - analyzing

KW - chemical vapor deposition

KW - sintering

KW - tribology

KW - semiconductors (materials)

KW - microelectronics

KW - tools

M3 - Report

SN - 951-38-4026-3

T3 - Tiedotteita / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Hirvonen J-P, (ed.). Timantti- ja timantinkaltaiset pinnoitteet: Raportti perusominaisuuksista, kasvatusmenetelmistä ja karakterisoinnista. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1991. 80 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1293).