Изотопно чистый алмаз - Isotopically pure diamond

An изотопный чистый алмаз это тип алмаз который полностью состоит из одного изотоп из углерод. Изотопно чистые алмазы были изготовлен из более распространенного изотопа углерода с массовое число 12 (сокращенно 12C ) или менее распространенный 13C изотоп. По сравнению с натуральными алмазами, которые состоят из смеси 12C и 13Изотопы C, изотопно чистые алмазы обладают улучшенными характеристиками, такими как повышенная теплопроводность.[1] Теплопроводность алмазов минимальна при 12C и 13C находятся в соотношении 1: 1 и достигает максимума, когда состав составляет 100%. 12C или 100% 13С.[1]

Производство

Изотопы углерода можно разделить в виде углекислый газ газ путем каскадных реакций химического обмена с карбаматом амина.[2] Такой CO2 может быть преобразован в метан, а оттуда в изотопно чистый синтетические бриллианты.[3] Изотопно-обогащенные алмазы были синтезированы с применением химическое осаждение из паровой фазы с последующим высокое давление.[1]

Типы

Углерод 12

В 12Изотопно чистый C (или на практике 15-кратное обогащение изотопного числа, 12 больше 13 для углерода) алмаз дает на 50% больше теплопроводность чем и без того высокое значение 900-2000 W / (м ·K ) для нормального алмаза, который содержит смесь природных изотопов 98,9% 12С и 1,1% 13C. Это полезно для радиаторов для полупроводник промышленность.[4]

Углерод 13

Изотопно чистый 13Слои C-алмаза толщиной 20 микрометров используются в качестве датчиков напряжения из-за выгодных Рамановская спектроскопия свойства 13С.[5]

использованная литература

  1. ^ а б c Энтони Т.Р., Банхольцер; Банхольцер, Вт (апрель 1992 г.). «Свойства алмаза с различным изотопным составом». Алмаз и сопутствующие материалы. 1 (5–6): 717–726. Bibcode:1992DRM ..... 1..717A. Дои:10.1016 / 0925-9635 (92) 90197-В.
  2. ^ Такешита К., Исидаа М. (декабрь 2006 г.). «Оптимальное проектирование многоступенчатого процесса разделения изотопов методом эксергетического анализа». ECOS 2004 - 17-я Международная конференция по эффективности, затратам, оптимизации, моделированию и экологическому воздействию энергии на технологические системы. 31 (15): 3097–3107. Дои:10.1016 / j.energy.2006.04.002.
  3. ^ Энтони Т.Р., Брэдли Дж. К., Хоройский П. Дж., Тевол М. Л. (ноябрь 1996 г.). «Предшественники графитовых стержней для изотопно чистых фуллеренов и алмаза». Углерод. 34 (11): 1323–1328. Дои:10.1016 / S0008-6223 (96) 00060-7.
  4. ^ Брей Дж. У., Энтони Т. Р. (февраль 1991 г.). «О теплопроводности алмаза при изменении его изотопного характера». Z. Phys. B. 84 (1): 51–57. Bibcode:1991ZPhyB..84 ... 51B. Дои:10.1007 / BF01453758.
  5. ^ Цю В., Велисавлевич Н., Бейкер П.А., Вохра Ю.К., Weir ST (июнь 2004 г.). «Изотопно чистый слой 13C как датчик напряжения в ячейке с алмазной наковальней». Appl. Phys. Латыш. 84 (26): 5308–5310. Bibcode:2004АпФЛ..84.5308Q. Дои:10.1063/1.1766077.