“นักวิจัยประสบความสำเร็จในการประสานเพชรและ GaN โดยตรงที่อุณหภูมิห้อง และแสดงให้เห็นว่าพันธะสามารถทนต่อการอบชุบด้วยความร้อนที่ 1,000 ℃ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการผลิตที่อุณหภูมิสูงของอุปกรณ์ที่ใช้ GaN” ตามที่มหาวิทยาลัยเมืองโอซาก้า ,บ้านของโครงการ.
น่าแปลกที่ความพยายามได้สร้าง GaN-on-diamond โดยใช้รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงหรือชั้นการยึดเกาะ แต่ชั้นเพิ่มเติมนั้นรบกวนการนำความร้อนและ "เนื่องจากโครงสร้างผลึกและค่าคงที่ขัดแตะต่างกันมาก การเติบโตของเพชรโดยตรง บน GaN และในทางกลับกันเป็นไปไม่ได้” Jianbo Liang วิศวกร OCU กล่าว
การเชื่อมด้วยเวเฟอร์โดยตรงที่อุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปคือ 500 ℃) เป็นไปได้ แต่ความร้อนที่ไม่ตรงกันทำให้ผลการยึดติดแตกร้าว
“เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของ GaN นั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากวัสดุที่ทีมวิจัยใช้ในอดีต หลังจากที่พวกเขาใช้ SAB เพื่อสร้างวัสดุ GaN-on-diamond พวกเขาจึงใช้เทคนิคที่หลากหลายเพื่อทดสอบความเสถียรของไซต์พันธะ” OCU กล่าว
พวกเขาใช้รามันสเปกโทรสโกปี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และเอ็กซ์เรย์สเปกโทรสโกปีแบบกระจายพลังงานเพื่อประเมินโครงสร้างและพฤติกรรมปรมาณูของเพชร GaN สเปกโตรสโคปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอนเพื่อเผยให้เห็นว่าอะตอมของคาร์บอนถูกพันธะอย่างไร จากนั้นจึงทดสอบความเสถียรของข้อต่อที่ 700 ℃ ในไนโตรเจน ซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN
เมื่ออุณหภูมิการหลอมเพิ่มขึ้น ชั้นจะบางลงเมื่อคาร์บอนอสัณฐานกลายเป็นเพชร
หลังจากการหลอมที่ 1,000 ℃ ชั้นจะลดลงเหลือ 1.5 นาโนเมตร "แนะนำว่าชั้นกลางสามารถลบออกได้อย่างสมบูรณ์โดยการปรับกระบวนการหลอมให้เหมาะสม" ศาสตราจารย์ Naoteru Shigekawa เพื่อนวิศวกรกล่าว
Liang กล่าวว่า "เนื่องจากไม่มีการลอกที่อินเทอร์เฟซ heteroface หลังจากการหลอมที่ 1000 ℃" ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าอินเทอร์เฟซ GaN-diamond สามารถทนต่อกระบวนการประดิษฐ์ที่รุนแรงได้
งานดังกล่าวได้รับการรายงานใน Advanced Materials ว่า 'การสร้างอินเทอร์เฟซ heterointerface ของ GaN/เพชร และสถานะการประสานทางเคมีของพื้นผิวสำหรับการออกแบบอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง'
มหาวิทยาลัยเมืองโอซาก้าทำงานร่วมกับ Tohoku University, Saga University และ Adamant Namiki Precision Jewel