الماس
ویژگیهای عمومی سنگ
نام فارسی الماس
نام لاتین Diamond
ترکیب شیمیایی C
وجه تسمیه از معنای یونانی adamas به معنای شکست ناپذیر گرفته شده است
اسم های مترادف Crinkled Stone ،Diamaunde ،Moonlight Diamonds
ماه تولد فروردین
فصل های سال زمستان
سالگرد ازدواج سالگرد دهم . سی ام . شصتم و هفتادم
ویژگیهای فیزیکی سنگ
رنگ بی رنگ ، زرد ، قهوه ای ، سیاه ، آبی ، سبز یا قرمز ، صورتی ، برنز ، قهوه ای ، یاس بنفش
جلا الماسی
سیستم تبلور کوبیک
ابعاد سلولی a = 3.5668, Z = 8; V = 45.38 Den(Calc)= 3.52
ضریب شکست 2.419 - 2.417
کانی های مشابه Bort ، Carbonado ، Stewartite (of Sutton) ، Yakutite
سختی 10
رخ کامل (111)
رنگ اثر خط ندارد
وزن مخصوص (چگالی) 3.5-3.53، میانگین= 3.515
شفافیت شفاف، نیم شفاف، مات
تاریخچه الماس
بنابر روایت تاریخ،قدیمیترین معدنهای الماس در هند کشف شدهاند و قدمت آنهابه چهارهزارسال پیش از میلاد مسیح میرسد. این معدنها از نوع رودخانهای بودند والماسهایی با کیفیت مرغوب داشتند. از آن زمان الماس را مظهر قدرت و جاودانگیمیدانستند و ارزش خاصی برای آن قائل بودند، به همین خاطر سرگذشت بسیاری ازالماسهای قدیمی و منحصر به فرد کشف شده،پر از جنگ و خیانت و خونریزی است. تعدادزیادی از الماسهای معروف دنیا از معدنهای هند کشف شدهاند. امروزه استخراج الماسدر هند بسیار کاهش یافته و این کشور توجه خود را به ساخت جواهر معطوف کرده و یکی ازمراکز صاحب نام دنیاست.
بعد از هند، جویندگان طلا در برزیل، هنگام شستنسنگریزههای رودخانه برای یافتن طلا، الماس کشف کردند. معادن برزیل هم رودخانهایبود. سالها بعد معدن رودخانهای دیگری نیز در برزیل کشف شد که الماسهای آن سیاه وبا کیفیت پائین بودند و بیشتر در صنعت به عنوان ساینده استفاده میشوند. همزمانبا کمشدن الماس معادن برزیل، ذخایر بسیار غنی الماس در افریقای جنوبی کشف شد. اینمعادن نیز از نوع رودخانهای بودند. قابل ذکر است که بزرگترین الماس تاریخ به وزن۳۱۰۵قیراط و به نام کولینان از این معادن کشف شده است. در کشورهای افریقایی مانندنامیبیا، آنگولا، کنگو و زئیر نیز معدنهای ثانویه ( رودخانهای یا دریا) کشف شد کهغنی از الماسهایی با کیفیت بسیار خوب بودند. معدن کیمبرلی در افریقای جنوبی نخستین معدن کشف شده از نوع " اولیه " است که گودال حفر شده معدن به قطر ۴۶۰ متر و عمق۱۰۷۰متر بزرگترین گودالی است که بدون استفاده از تجهیزات، توسط انسان، حفر شدهاست.
الماسهای تراشخورده
اَلماس یکی از سنگهای قیمتی و یکی از آلوتروپهای کربن است که در فشارهای بالا پایدار است. آلوتروپ دیگر کربن گرافیت نام دارد.
الماس در حالت پایدار دارای ساختار بلندروی (مکعبی) است. الماس ساختار منشوری نیز دارد که این ساختار بصورت شبهپایدار در طبیعت به صورت کانی لونسدالنیت وجود دارد.
پیرامون واژه
ریشهٔ واژهٔ فارسی الماس، واژهٔ یونانی ἀδάμας adamas پنداشته شده است. واژهٔ یونانی مذکور به معنی «تسخیرناپذیر» است و معنی «الماس» نیز میدهد. پتار اسکوک (en) تغییر معنایی از «تسخیرناپذیر» به «الماس» را نامحتمل میداند و معتقد است معنی «الماس» در این واژهٔ یونانی، و نیز واژهٔ فارسی الماس، از یک زبان سامی است (مقایسه کنید با واژهٔ اکدی باستان elmēšu، به معنی یک سنگ گرانبها، احتمالاً کهربا).
خواص متمایز الماس
ساختار مکعبی الماس.
الماس در بین جامدات در دمای ۲۵ درجه بالاترین رسانایی گرمایی را دارد. (هدایت گرمایی آن ۵ برابر مس است)
الماس مادهٔ نوری ایدهآلی است که توانایی انتقال طیف نوری فروسرخ تا فرابنفش را دارا است.
شاخص بازتابش بسیار بالایی دارد.
خواص نیمهرسانایی قابل توجهی دارد. شکست الکتریکی آن بطور متوسط ۵۰ برابر نیمهرساناهای متداول است.
در برابر تابش نوترونی بهشدت مقاوم است.
سختترین مادهٔ شناخته شدهاست.
در مجاورت هوا روانی طبیعی فوقالعادهای دارد (مانند تفلون)
استحکام و صلبیت بسیار بالایی دارد.
با وجود این خواص منحصربهفرد، قیمت بالای آن جلوی کاربرد گستردهٔ آن را میگیرد و دانشمندان به دنبال پیدا کردن روشهای تازه برای سنتز آن هستند.
تولید الماس
الماس بطور طبیعی تحت فشارهای زیاد اعماق زمین و در زمانی طولانی شکل میگیرد. اما در آزمایشگاه میتوان به کمک دو فرایند مجزا در زمانی بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد. فرایند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقلیدی است از فرایند طبیعی شکل گیری الماس در حالی که فرایند رسوب گیری بخار شیمیایی (به انگلیسی: Chemical Vapor Deposition)، دقیقاً خلاف آن عمل میکند. در واقع CVD بجای وارد کردن فشار به کربن برای تولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهای کربن به آنها اجازه میدهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس در آیند. (لوزی یا مربعی شکل)
این دو تکنیک برای اولین بار در دهه ۱۹۵۰ کشف شدند. به گفته باتلر که هفده سال روی تولید الماس با استفاده از تکنیک CVD کار کردهاست «از آنجا که پیشگامان تولید الماس بدون فشار بالا در دهه ۱۹۵۰ با تمسخر سایرین از میدان به در شدند. تکنولوژی CVD هنوز دوران کودکیاش را سپری میکند.» هر دو فرایند قادرند با سرعتی خیره کننده الماسهایی با کیفیت جواهر تولید کنند، اما در نهایت این فرایند CVD است که بخاطر کنترل ساده ناخالصی و اندازه محصول برای تکنولوژیهای الکترونیکی مناسبترین خواهد بود.
فرایند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکی از الماس در خلأ آغاز میشود. سپس گازهای هیدروژن و متان به محفظه خلأ جریان مییابند. در ادامه پلاسمای تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمی میشود که با متان واکنش میدهد تا رادیکال متیل و اتمهای هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماس میچسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس در تکنیک CVD، فرایندی خطی است، بنابراین تنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش بزرگی ذره ابتدایی و زمان قرار دادن آن در دستگاه است.
به گفته دیوید هلیر (D. Hellier)، رئیس بخش بازاریابی کمپانی ژمسیس، «فرایند HP HT نیز با ذره کوچکی از الماس آغاز میشود. هر ذره الماس در محفظههای رشدی به اندازه یک ماشین رختشویی، تحت دما و فشار بسیار بالا درون محلولی از گرانیت و کاتالیزوری فلزی غوطهور میشود. در ادامه تحت شرایط کاملاً کنترل شدهای این الماس کوچک به تقلید از فرایند طبیعی، مولکول به مولکول و لایه به لایه شروع به رشد میکند.»
گر چه جنرال الکتریک در تولید الماسها به این روش پیشگام است و الماسهای ساخته شده با تکنیک HP HT را برای مصارف صنعتی به بازار عرضه میکرد اما تا پیش از آنکه کمپانی ژمسیس با سادهسازی این فرایند امکان تولید نمونههایی با کیفیت جواهر را فراهم کند، هرگز آن الماسها به عنوان سنگهای قیمتی به فروش نرسیده بودند.
در واقع الماسهای زینتی مصنوعی بخش کوچک و در عین حال پر سودی از صنعت الماس را تشکیل میدهند. این الماسهای رنگی که در مقایسه با همتاهای بیرنگ شان فوقالعاده کمیاب و در نتیجه بسیار گرانبها ترند با توجه به نوع ناخالصیها در رنگهای گوناگون از سرخ و صورتی گرفته تا آبی، سبز و حتی زرد روشن و نارنجی تولید میشوند. در واقع این الماسها میتوانند چنان کیفیت بالایی داشته باشند که حتی ماشینهای ساخته شده برای تشخیص سنگهای مصنوعی از طبیعی در تفکیکشان از یکدیگر دچار مشکل شوند، همانطور که امروزه برخی از بزرگترین الماس فروشان در صنعت نیز به زحمت از پس آن بر میآیند.
شباهت فوقالعاده نمونههای مصنوعی و طبیعی باعث شدهاست تا تاجران الماس برای تشخیص الماسهای رنگی مصنوعی از سنگهای طبیعی دست به دامن آزمایشگاههای الماس بلژیک و دیگر نقاطی شوند که بطور سنتی عهده دار تجزیه و تحلیل و تأیید الماسها از نظر بزرگی قیراط، رنگ و شفافیت هستند.
مراکز تجارت الماس
آنتورپ در کشور بلژیک یکی از مهمترین مراکز تجارت الماس در دنیاست و «روزانه ۲۰۰ میلیون دلار الماس به این شهر وارد یا از آن خارج میشود».
انواع الماس
الماس طبیعی
هنوز اساساً تنها منبع جواهرات بوده و بالاترین بها را دارد.
الماس سنتزی فشار بالا
سهم گستردهای از بازار صنعت را به خود اختصاص دادهاست. به عنوان ساینده و ابزار برشی و ماشینکاری به کار میرود.
الماس سیویدی (CVD)
پتانسیلهای زیادی برای کاربرد در صنعت دارد ولی هنوز بصورت آزمایشگاهی تولید میشود.
کربن شبه-الماس (DLC)
اخیراً تولید شده اما دارای کاربردهایی در زمینهٔ ابزار نوری دقیق است.
ناخالصیها
نمودار فازی کربن
خواص الماس شدیداً به ناخالصیها وابستهاست. حتی وجود مقادیر جزئی ناخالصی مانند نیتروژن میتواند خواص آن را بسیار تغییر دهد.
انواع ناخالصیها
الماس چه به صورت سنتزی و چه به صورت طبیعی هرگز به شکل کاملاً خالص نیست. این ناخالصیها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد:
ناخالصیهای شبکه
این نوع ناخالصیها در شبکهٔ الماس به جای یکی از اتمهای کربن قرار میگیرند و با اتمهای مجاور تشکیل پیوند میدهند.
آدخال
این ناخالصیها ذرات مجزایی هستند که شبکه را برهم زده و بخشی از آن نمیشوند. این ناخالصیها معمولاً سیلیکاتهای آلومینیوم، سیلیکاتهای منیزیم و یا سیلیکاتهای کلسیم هستند.
دو ناخالصی مهم در الماس نیتروژن و بور هستند. این دو عنصر همسایههای کربن در جدول تناوبی بوده و به علت داشتن شعاع اتمی کوچک و متناسب، به خوبی در شبکهٔ کریستالی الماس جایگزین میشوند.
بزرگترین الماسها
بزرگترین سنگ قیمتی کشف شده الماس ۳۱۰۶ قیراطی کولینان است که در سال ۱۹۰۵ در آفریقای جنوبی کشف شد و به ۹ قطعه جدا برش یافت که بسیاری از آنها در جواهرات سلطنتی انگلیس به کار رفتهاند.
دومین الماس بزرگ جهان در یکی از معادن بوتسوانا در نوامبر ۲۰۱۵ توسط شرکت کانادایی لوکارا دایاموند کشف شد. این سنگ قیمتی ۱۱۱۱ قیراطی از معدن کارووی واقع در ۵۰۰ کیلومتری شمال گابورون، پایتخت بوتسوانا استخراج شد و بزرگترین الماس کشف شده در بوتسوانا و همچنین بزرگترین الماسی به شمار میرود که در بیش از یک قرن گذشته کشف شده است. همزمان دو سنگ الماس سفید دیگر به وزن ۸۱۳ و ۳۷۴ قیراط، در معدن کارووی استخراج شدند.[۲]
الماسهای خونین
تجارت «الماسهای خونین» در جنگ داخلی سیرالئون توسط گروههای شورشی برای خرید سلاح به منظور ادامه جنگ، به بهای جان صدها هزار نفر تمام شد.
«الماسهای خونین» اصطلاحی است در رابطه با تجارت الماس که به آن دسته از الماسهایی که در مناطق جنگی و در اردوگاههای کار اجباری استخراج و به فروش میرسند، گفته میشود. سود حاصل از فروش این الماسها توسط جنگسالاران معمولاً برای تأمین نیازهای مالی گروههای شورشی و به منظور خرید اسلحه و تأمین نیاز تسلیحاتی مورد استفاده قرار میگیرد.
شاید به زودى تصور متداول درباره الماسها به کلى دگرگون شود. الماسهایى که بخاطر زیبایى ، کمیاب بودن و زمان طولانى تولیدشان ارزش فوق العادهاى داشتند، امروزه در آزمایشگاه و در مدت زمانى حدود یک ساعت بوجود مىآیند. اینکه این دگرگونى چه تأثیرى در صنعت جواهرسازى یا قیمت الماسهاى طبیعى در بازار خواهد داشت هنوز در پردهاى از ابهام است. اما درباره نقش این الماسهاى آزمایشگاهى در تکنولوژى ، شایعههایى برخاسته از مجامع علمى به گوش مىرسد.
بیشتر از هشتاد درصد از الماسهاى معدنى طبیعى به مصارف صنعتى از قبیل ابزارهاى برش یا مواد ساینده براى تراشکارى و پرداخت دیگر سنگهاى قیمتى ، فلزات ، گرانیت و شیشه مىرسند. استفاده از الماس به عنوان نیم رسانا نیز نیازمند شرایط ویژهاى مثل بالاترین درجه خلوص ، بهترین بلورینگى و تعیین اتمها به لحاظ الکتریکى فعال براى ایجاد گذرگاه الکتریکى در وسیله مورد نظر است.
اما تمامى الماسهاى طبیعى بخاطر نقصها ، ناخالصیها و ساختار ضعیفشان براى مصارف الکترونیکى نامناسبند. حتى با اینکه الماسهاى مصنوعى و طبیعى داراى کیفیت جواهرى بسیار ارزشمند هستند، اما ممکن است بخاطر رگههاى ناچیز ناخالصیها براى استفاده به عنوان نیم رسانا مناسب نباشند. در واقع تنها خالصترین این سنگها در کاربردهاى الکترونیکى پرقدرت از سلفونها گرفته تا کامپیوترهاى شخصى و خطوط ارتباطاتى قابل استفادهاند.
دورنماى الماس
میزان ذخیره الماس جهان در سال 1979 بدین شرح میباشد. زئیر 120 ، شوروی (سابق) 250 ، آفریقای جنوبی 72 ، بوستوانا 60 ، نامیبیا 15 ، آنگولا 20 ، سیرالئون 6 و لسوتو 5 میلیون قیراط ذخیره دارند. همچنین میزان الماس تولیدی جهان در سال 1979 بدین شرح میباشد: زئیر 11160 ، شوروی (سابق) 10700 ، آفریقای جنوبی 7640 ، بوتسوانا 3340 ، نامیبیا 1950 ، عتا 1500 ، آنگولا 750 ، ونزوئلا 750 و سیرالئون با 710 قیراط بیشترین تولید الماس جهان را به خود اختصاص دادهاند.
تولید الماس
الماس بطور طبیعى تحت فشارهاى زیاد اعماق زمین و در زمانى طولانى شکل مىگیرد. اما در آزمایشگاه مىتوان به کمک دو فرآیند مجزا در زمانى بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد. فرآیند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقلیدى است از فرآیند طبیعى شکل گیرى الماس در حالى که فرآیند رسوب گیرى بخار شیمیایى (CVD) دقیقاً خلاف آن عمل مىکند. در واقع CVD بجاى وارد کردن فشار به کربن براى تولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهاى کربن به آنها اجازه مىدهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس در آیند.
این دو تکنیک براى اولین بار در دهه 1950 کشف شدند. به گفته باتلر که هفده سال روى تولید الماس با استفاده از تکنیک CVD کار کرده است «از آنجا که پیشگامان تولید الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سایرین از میدان به در شدند. تکنولوژى CVD هنوز دوران کودکىاش را سپرى مىکند.» هر دو فرآیند قادرند با سرعتى خیره کننده الماسهایى با کیفیت جواهر تولید کنند، اما در نهایت این فرآیند CVD است که بخاطر کنترل ساده ناخالصى و اندازه محصول براى تکنولوژیهاى الکترونیکى مناسبترین خواهد بود.
فرآیند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکى از الماس در خلأ آغاز مىشود. سپس گازهاى هیدروژن و متان به محفظه خلأ جریان مىیابند. در ادامه پلاسماى تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمى مىشود که با متان واکنش مىدهد تا رادیکال متیل و اتمهاى هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماس مىچسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس در تکنیک CVD ، فرآیندى خطى است، بنابراین تنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش بزرگى ذره ابتدایى و زمان قرار دادن آن در دستگاه است.
به گفته دیوید هلیر (D. Hellier) ، رئیس بخش بازاریابى کمپانى ژمسیس ، «فرآیند HP HT نیز با ذره کوچکى از الماس آغاز مىشود. هر ذره الماس در محفظههاى رشدى به اندازه یک ماشین لباسشویى ، تحت دما و فشار بسیار بالا درون محلولى از گرانیت و کاتالیزورى فلزى غوطهور مىشود. در ادامه تحت شرایط کاملاً کنترل شدهاى این الماس کوچک به تقلید از فرآیند طبیعى ، مولکول به مولکول و لایه به لایه شروع به رشد مىکند.»
گر چه جنرال الکتریک در تولید الماسها به این روش پیشگام است و الماسهاى ساخته شده با تکنیک HP HT را براى مصارف صنعتى به بازار عرضه مىکرد اما تا پیش از آنکه کمپانى ژمسیس با ساده سازى این فرآیند امکان تولید نمونههایى با کیفیت جواهر را فراهم کند، هرگز آن الماسها به عنوان سنگهاى قیمتى به فروش نرسیده بودند.
در واقع الماسهاى زینتى مصنوعى بخش کوچک و در عین حال پر سودى از صنعت الماس را تشکیل مىدهند. این الماسهاى رنگى که در مقایسه با همتاهاى بىرنگ شان فوق العاده کمیاب و در نتیجه بسیار گرانبها ترند با توجه به نوع ناخالصیها در رنگهاى گوناگون از قرمز و صورتى گرفته تا آبى ، سبز و حتى زرد روشن و نارنجى تولید مىشوند. در واقع این الماسها مىتوانند چنان کیفیت بالایى داشته باشند که حتى ماشینهاى ساخته شده براى تشخیص سنگهاى مصنوعى از طبیعى در تفکیکشان از یکدیگر دچار مشکل شوند، همانطور که امروزه برخى از بزرگترین الماس فروشان در صنعت نیز به زحمت از پس آن بر مىآیند.
شباهت فوق العاده نمونه هاى مصنوعى و طبیعى باعث شده است تا تاجران الماس براى تشخیص الماسهاى رنگى مصنوعى از سنگهاى طبیعى دست به دامن آزمایشگاههاى الماس بلژیک و دیگر نقاطى شوند که بطور سنتى عهده دار تجزیه و تحلیل و تأیید الماسها از نظر بزرگى قیراط ، رنگ و شفافیت هستند.
تشخیص الماسهای مصنوعی
آزمایشگاه آنتورپ و چند تایى دیگر در سراسر جهان براى تشخیص الماسهاى مصنوعى بطور عمده از دو نوع دستگاه استفاده مىکنند. در دستگاه نوع اول با تابش نور به الماس مشخصات طیفى نور جذب یا ساطع شده تجزیه و تحلیل مىشود. اگر نشانههایى از الماس مصنوعى مشاهده شد، آزمایشگاه دستگاه دوم را بکار مىگیرد که این دستگاه براى آشکار ساختن ساختار درونى کریستال از نور فرابنفش استفاده مىکند. این دستگاهها نقصهاى موجود در الماس را حتى در مقیاس میکروسکوپى یا اتمى نیز بررسى مىکنند.
در واقع الماسها نیز درست مثل درختان داراى حلقههاى رشدى در اطراف هسته درونى هستند. الماسهایى که در آزمایشگاه تولید یا براى تغییر رنگ دستکارى شده باشند، ساختار رشد متفاوتى از خود نشان مىدهند. بنابراین با اینکه آزمایشگاهها با استفاده از این دستگاهها قادر به تشخیص الماسهاى مصنوعى از طبیعى هستند اما نگرانى عمده در صنعت الماس جایى است که افراد بدون این دستگاهها توانایى تشخیص سنگهاى مصنوعى را نخواهند داشت.
الماس مصنوعی
این نوع الماس برای نخستین بار توسط گروهی از دانشمندان سوئدی در سال 1953ساخته شده است. جنرال الکتریک در سال 1954 برای اولین مرتبه با استفاده از گرافیت در فشار 50 تا 60 کیلو بار و دمای 1500 درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد.
در روش جدید که توسط ژاپنیها ابداع گردیده ، بخار کربن بر روی یک صفحه سرد جمع میشود، ابتدا CH4 و H2 در میکروویو در دمای بیش از 2000 درجه سانتیگراد حرارت داده میشود و بخار کربن بر روی یک صفحه سرد متمرکز میشود.
موارد مصرف الماس
الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است. گر چه الماس را بیشتر به عنوان زینت بخش میشناسند، ولی بیش از 80 درصد آن به مصارف صنعتی میرسد. میزان الماس مصرفی در صنعت از 74 درصد در سال 1934 به 89 درصد در سال 1979 فزونی گرفته است. مصارف عمده الماس در صنعت جهت برش مواد بسیار سخت نظیر فولادهای آلیاژی و کاربید تنگستن ، ساییدن ، اره کردن سنگ و بتون و حفاریها بکار میرود.
تقسیم بندی الماسها بر اساس مصارف صنعتی
الماسها بر اساس مصارف صنعتی آنها به چهار گونه تقسیم میشوند:
الماس صنعتی که به علت شکل و رنگ آن ، مصرف زینتی ندارد.
الماس بورت که قطعههای کوچک و شکل نامناسب دارد.
الماس کاربونادو که مخلوطی از الماس ، گرافیت و کربن بیشکل (آمورف) است.
الماس بالاس
12.5 درصد الماس تولیدی جهان به مصرف ساخت متههای حفاری و چاله زنی میسرد. 2.5 درصد دیگر هم از الماس تولیدی در ساختن ماشینهای برش و پولیش و 75 درصد دیگر به صورت پودر و یا مواد ساینده به مصرف میرسد. مصارف صنعتی الماس به اختصار شامل ، متههای الماسی ، مواد سایندهها ، ارههای الماسی ، لوازم دندانپزشکی و جراحی و دستگاههای برشی و پولیش میگردد.
الماس در صنعت الکترونیک
به گفته جیمز باتلر (J.Butler)، یکى از شیمیدانان محقق در آزمایشگاه تحقیقات نیروى دریایى ایالات متحده ، به لحاظ تاریخى سه مشکل عمده سر راه استفاده از الماسهاى طبیعى در کاربردهاى الکترونیکى وجود داشته است. الماسهاى طبیعى همیشه به شکل بازدارندهاى براى استفاده همه جانبه گران بودهاند و یافتن سنگهاى بزرگ با خلوص کافى نیز بسیار دشوار است. علاوه بر این هیچ دو سنگى دقیقاً شبیه هم نیستند و خواص منحصر به فرد در هر یک مىتواند مشکلاتى را در مدارهاى الکترونیکى به بار آورد. آخرین مشکل در استفاده از الماس براى کاربردهاى الکترونیکى و کامپیوترى نیز نیاز به دو نوع الماس یعنى سنگهاى نوع n و p براى هدایت الکترونیکى بوده است.
در دستگاههاى مجتمع باید از هر دو نوع الماس نیمه رساناى n و p استفاده کرد، اما الماسهاى نوع n بطور طبیعى وجود ندارند و الماسهاى نوع p الماس آبى ، به قدرى نادرند که هیچ راه مقرون به صرفهاى براى استفاده از آنها پیدا نشده است. به هر حال الماسهاى مصنوعى این مشکلات را برطرف مىکنند. به گفته رابرت لینارس (R. Linares) ، بنیان گذار کمپانى آپولو دیاموند براى مثال مىتوان با افزودن ناخالصى فلز برون به الماس ، نوع P یعنى الماس آبى را تولید کرد.
بطور مشابه دانشمندان مىتوانند با افزودن فسفر به الماسهاى بى رنگ ، الماس نوع n را نیز تولید کنند. ما براى استفاده از الماس به نوع نیمه رسانا در دستگاههاى الکترونیکى پرقدرت نیاز به ترکیبى لایهاى از این دو نوع الماس داریم. علاوه بر این با توجه به اینکه الماسهاى بىرنگ خالص در عمل بیشتر از آنکه رسانا باشند عایق هستند، مىتوان لایههایى از آنها را به این ترکیب افزود.
امروزه نیم رساناهاى بسیارى مثل سیلیکون در گستره وسیعى از دستگاههاى الکترونیکى بکار مىروند. اما الماس با توجه به دامنه تغییرات حرارتى و سرعت فوق العاده بیشترش ، تنها در مقایسه با خلاء است که عنوان دومین نیم رساناى برتر جهان را به خود اختصاص مىدهد. الماس با داشتن چنین ویژگیهایى و بخصوص امروز که آزمایشگاه قادر به تولید سنگهاى خالص و ناخالص کنترل شدهاند، مىتواند پایه گذار انواع سراسر نوینى از دستگاههاى الکترونیکى پرقدرت باشد. با اینکه استفاده از الماس در صنایع الکترونیک به چند دهه دیگر واگذار شده است، اما به اعتقاد لینارس این سنگ قیمتى صنایع نیم رسانا سازى را به کلى دگرگون خواهد کرد.
برخى از کاربردهاى عملى الماس
لوازم الکترونیکى ولتاژ و توان بالا مثل ترنهاى سریع السیر.
دستگاههاى فرکانس بالا مثل رادارهاى پرقدرت و ایستگاههاى مخابراتى سلولى.
دستگاههاى میکرو و نانو الکترو مکانیکى مثل ساعتها و فیلترهاى تلفنهاى سلولى.
محاسبات کوانتومى مثل موارد مورد نیاز در ارتباطات امن.
آشکارساز پرتوهاى پر انرژى مثل پرتو سنجهاى پزشکى.
اپتیک و لیزرهاى پرقدرت مثل آنچه در کابل و خطوط تلفن یا پنجره شاتلهاى فضایى بکار میرود.
الکترودهاى الماسى مقاوم به خوردگى که مىتواند محیطهاى آلوده را پاک کند.
نظرات ( ۰ )
هیچ نظری هنوز ثبت نشده است