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Weltgrößte kristalline Diamantfolie an der FAU hergestellt

Sandra Megahed, eine Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe, hält die elastisch flexible und extrem glatte Diamantfolie (rechte Hand), die vom Siliziumwafer (linke Hand) abgelöst wurde. Im Hintergrund ist der geöffnete Versuchsreaktor zu sehen.

Am Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metalle (WTM) der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg ist es der Arbeitsgruppe ‚Ultraharte Schichten‘ um PD Dr.-Ing. Stefan M. Rosiwal gelungen, die mit einem Durchmesser von über 28 cm weltgrößte Diamantfolie herzustellen. In einem Versuchsreaktor, der die Hochskalierbarkeit der chemischen Abscheidung von Diamant aus der Gasphase zur großflächigen Herstellung von nano- und mikrokristallinen Diamantschichten demonstrieren soll, konnte in einem mehrtägigen Prozess ein 12‘‘ großer Siliziumwafer (30 cm Durchmesser) mit einer ca. 40 µm dicken (entspricht der Dicke eines menschlichen Haares) Diamantschicht gezüchtet werden. Nach dem Beschichtungsprozess wurde mithilfe eines Nd:YAG-Festkörperlasers eine kreisförmige Sollbruchstelle mit 285 mm Durchmesser in die Diamantoberfläche eingebracht. So ist es möglich die abgeschiedene Schicht als freistehende, sehr glatte Diamantfolie vom ultra-glatten Siliziumsubstrat zu trennen.

Anwendungen können derartige extrem harte und glatte Diamantfolien beispielsweise als nachträglich aufklebbarer Reib- und Verschleißschutz finden. Es konnten bereits erfolgreiche Anwendungen im Erosionsschutz von Wasserturbinen und in der Aluminiumverarbeitung demonstriert werden. Durch Dotierung mit Bor lassen sich elektrisch leitfähige Diamantfolien erzeugen, die gegenwärtig für neuartige Anwendungen wie z.B. Diamantelektroden für die elektrochemische Wasserreinigung oder als Halbzeug für die thermoelektrische Stromerzeugung getestet werden.