Создан первый в мире монокристалл алмаза диаметром 200 миллиметров

Компания Diamond Foundry из Сан-Франциско объявила об этом достижении 6 ноября, назвав его кульминацией 25-летних усилий по выращиванию крупных непрерывных кристаллов алмаза.

Это достижение имеет большое значение, поскольку алмаз обладает сочетанием свойств, которые могут помочь решить некоторые проблемы, связанные с современной электроникой, в частности с растущими трудностями отвода тепла от высокопроизводительных процессоров. Однако пока компания представила новый кристалл в необработанном виде.

По информации Interesting Engineerig, Кристалл диаметром 200 мм представляет собой единую непрерывную структуру, а не совокупность более мелких алмазов, соединенных вместе, или поликристаллический диск, содержащий несколькокристаллических зерен. Это различие важно, поскольку границы зерен и дефекты могут влиять на эффективность передачи тепла и электрического заряда через материал.

Одно из самых привлекательных свойств алмаза — его исключительная теплопроводность. Монокристаллический алмаз высокой чистоты может проводить тепло со скоростью примерно 2000 ватт на метр-кельвин (Вт/м·К) при комнатной температуре, что в несколько раз превышает теплопроводность меди.

Эта способность может сделать алмазы полезными для управления выделением тепла во все более мощных электронных устройствах. Современные процессоры искусственного интеллекта и высокопроизводительные вычислительные системы концентрируют значительную электроэнергию на относительно небольших площадях. Локальное накопление тепла может ограничить рабочие характеристики, повысить требования к охлаждению и ускорить деградацию компонентов.

Алмаз может служить теплораспределителем или подложкой в современных корпусах микросхем, помогая отводить тепло от горячих точек. Его широкая запрещенная зона, составляющая примерно 5,47 электронвольт, также делает его подходящим для использования в мощной и высокочастотной электронике, которая должна работать в сложных электрических условиях.

Однако алмаз пока не может стать полноценной заменой кремния. Производство электронных устройств из него по-прежнему сопряжено с трудностями, в частности из-за сложности надежного контроля его электрических свойств с помощью легирования. Интеграция алмаза с существующими полупроводниковыми материалами и производственными процессами также требует дальнейшей разработки.

Компания Diamond Foundry утверждает, что достижение в 200 мм делает возможным создание кристалла диаметром 300 мм (11,8 дюйма), хотя компания не предоставила ни сроков, ни подробных производственных данных для следующего этапа.