Нитрид галлия оказался неожиданно износостойким

Инженеры из Лихайского университета выяснили, что широко используемый полупроводниковый материал является почти таким же износостойким, как алмазы. Свои выводы ученые изложили на страницах журнала Applied Physics Letters.

Нитрид галлия (GaN) стал одним из наиболее важных и широко используемых полупроводниковых материалов. Благодаря своим оптико-электронным и механическим свойствам он идеально подходит для различных применений, в том числе в светодиодах (LED), высокотемпературных транзисторах, датчиках и биосовместимых электронных имплантатах в организме человека.

Ученые измерили скорость износа и коэффициенты трения GaN, используя микротрибометр — прибор для измерения силы трения, коэффициента трения и оценки износостойкости материала. Инженеры были удивлены результатами.

Скорость износа выражается в отрицательных кубических миллиметрах — ньютон-метрах (Н•м). Это единица измерения момента силы, где один ньютон-метр равен моменту силы, создаваемому силой в 1 Н, относительно точки, расположенной на расстоянии 1 м от линии действия силы. Скорость для неизносостойкого мела, составляет порядка 102 Н•м, в то время как для алмазов это значение колеблется между 10⁻⁹ и 10⁻¹⁰, что делает алмазы на восемь порядков более износостойкими, чем мел. Для GaN же это число колебалось от 10⁻⁷ до 10⁻⁹, приближаясь к износостойкости алмазов; он оказался в три-пять раз более износостойким, чем кремний (10⁻⁴)