Российские ученые упростили синтез эффективных материалов для электроники
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) научились с помощью лазерного монитора диагностировать поверхность нанопорошка алюминия в процессе высокотемпературного горения. Как полагают ученые, их подход поможет понять закономерности горения твердого топлива, нанопорошков, пиротехнических смесей, а также смесей, активированных СВЧ и рентгеновским излучением. Результаты исследования опубликованы в журнале Ceramics International.
В ТПУ пояснили, что нитрид алюминия (соединение алюминия с азотом) имеет высокий потенциал для практического применения в микроэлектронике из-за высокой электро- и теплопроводности. В некоторых технологиях нитрид рассматривается как "нетоксичная альтернатива оксиду бериллия". Методы металлизации позволяют успешно применять материал в электронике в качестве диэлектрической подложки для полупроводниковых кристаллов.
Однако, как рассказал РИА Новости профессор отделения естественных наук ТПУ Александр Ильин, визуальный контроль быстропротекающих высокотемпературных процессов, таких как синтез нитрида алюминия - весьма затруднителен: "интенсивная фоновая засветка не позволяет наблюдать поверхность образца в режиме реального времени, что не дает возможности контролировать горение для получения продуктов с заданными свойствами". По словам ученого, это делает разработку методов и приборов для диагностики процессов высокотемпературного горения крайне актуальной научной задачей.
Специалисты ТПУ исследовали процесс высокотемпературного горения нанопорошка алюминия при помощи собственной разработки - лазерного монитора на парах бромида меди. "Оптическая система с усилением яркости дала возможность исключить фоновую засветку и обеспечить скоростную видеозапись изменения поверхности образца в режиме реального времени", ‒ отметил Александр Ильин, добавив, что лазерный монитор позволил визуализировать процессы изменения морфологии и оптических свойств поверхности нанопорошка алюминия.
Чтобы облегчить обработку высокоскоростных видеозаписей, авторы предложили анализ зависимости интенсивности выходного сигнала усилителя яркости от времени. "Мы показали, что выходной сигнал в режиме реального времени отслеживает появление всех волн горения и описывает их динамику, а также измеряет, как меняется коэффициент отражения продуктов горения", ‒ пояснил он. По словам профессора ТПУ, это свойство горящих объектов исследовано впервые на примере горящего нанопорошка алюминия.