Elaborarea materialelor ultra-poroase din GaN și Ga2O3 cu proprietăți unicale privind ecranarea radiației electromagnetice în diapazonul GHz și THz

Abstract

În această lucrare este raportată o tehnologie nouă de elaborare a materialelor ultra-poroase din GaN și Ga2O3 și este efectuat studiul privind ecranarea radiației electromagnetice în aceste materiale în diapazonul de frecvențe GHz și THz. Pentru elaborarea aero- nano-materialului din GaN, a fost utilizată tehnica creșterii epitaxiale hidride din fază de vapori pe un substrat ce constă din microtetrapozi din ZnO ce servesc drept material de sacrificiu. După creșterea stratului ultrasubțire din GaN, substratul de sacrificiu este corodat la temperatură înaltă în atmosferă de H2 ¬și HCl [1]. Microtetrapozii inițiali de ZnO au fost obținuți prin procedeul sintetizării cu transport în flacără și au lungimea fiecărui braț de 20 – 50 µm, iar diametrul acestora este în jur de 2 – 5 µm [2]. Microtetrapozii obținuți inițial au fost presați în forme de peleți cu dimensiunea de 24 mm X 12 mm X 2 mm și cu densitatea variabilă între 0.3 g/cm3 și 1.0 g/cm3. Peleții obținuți sunt tratați termic la temperatura de 1150 °C timp de 5h pentru a spori rigiditatea structurii și calității cristaline a materialului. În urma proceselor tehnologice obținem o rețea 3D ce constă din microtetrapozi din GaN goi în interior (aero-GaN), având grosimea pereților tuburilor de ordinul zecilor de nanometri. Aero-GaN reprezintă un burete ultra-poros foarte ușor (aproximativ 20 mg/cm3), care denotă proprietăți unicale privind eficiența de ecranare a radiației electromagnetice în domeniul 8 - 12 GHz și 0.25 – 1.37 THz, demonstrând valori mai mari de 40 dB.