Производители полупроводников считают алмазы очень перспективным материалом для изготовления износоустойчивых микромашин. Ученым из Национального института стандартов и технологий (NIST, США) удалось сделать важный шаг в этом направлении. Они разработали новый метод обработки алмазных кристаллов, который позволяет изготавливать из этого твердейшего материала различные детали микроэлектромеханических устройств (MEMS).

Специалисты NIST научились создавать в алмазах крошечные отверстия, что является важным достижением, так как алмаз – один из самых труднообрабатываемых материалов. В перспективе это может пригодиться в изготовлении микроскопических износостойких частей электронных устройств: от сотовых телефонов до сверхточных гироскопов и медицинских имплантатов.

Рис. 1. На фото хорошо видно практически идеальное отверстие в кристалле алмаза.

В настоящее время производители электронных микрочипов применяют крошечные устройства с движущимися частями размером всего в несколько микрон для расширения возможностей различных устройств, например для измерения температуры, давления, ускорения и т.д. Однако кремний является не очень хорошим материалом для движущихся деталей, и требуются более прочные вещества, такие как алмаз.

Алмаз способен выдерживать экстремальные условия и вибрировать на очень высоких частотах, что востребовано потребительской электроникой. Однако до сих пор очень сложно работать с алмазами на микроскопическом уровне. Американским ученым удалось создать метод, который использует химический процесс травления для создания полостей на поверхности алмаза. Ювелиры «нарезают» кубический кристалл алмаза в нескольких направлениях, что позволяет создавать грани на драгоценных камнях. Новый процесс использует похожий прием, причем использует зависимость скорости травления от ориентации кристалла.

Поскольку «нарезание» идет гораздо более медленными темпами в сторону «лицевой» части куба, можно вырезать небольшие кубики алмаза из более крупного кристалла, создавая таким образом отверстия с четкими правильными границами. В своих первоначальных экспериментах команда ученых вырезала полости шириной от 1 до 72 микрон и у каждой были идеально гладкие вертикальные боковые стенки и плоское дно.

В настоящее время ученые заняты оптимизацией процесса нарезания и разработкой первого прототипа алмазного MEMS.