Os diamantes mais puros, que contêm apenas carbono, são extremamente raros na natureza, apenas 2% dos 100 diamantes extraídos. O resto dos diamantes naturais contém impurezas, principalmente azoto, o que complica a sua utilização na eletrónica.
Os especialistas russos conseguiram melhorar a tecnologia que permite a criação de condições semelhantes às naturais para cultivar os maiores e mais puros diamantes sem azoto (raros do tipo IIa).
Em 2022, os engenheiros da inovadora empresa Diatek produziram cristais de diamante do tipo IIa com um peso de quase 60 quilates. Hoje, foi estabelecido um novo recorde de um diamante sintético de 92,23 quilates cultivado na nova unidade de produção da empresa na cidade de Kimry, na região de Tver. Um cristal de diamante pesando 92,23 quilates, com as suas dimensões lineares de 28x26x15 mm, foi obtido durante um processo de cultivo de 530 horas.
A fábrica de Diatek é a maior da Europa. É especializada no cultivo de diamantes ultra-puros utilizando o método HPHT. A utilização do equipamento mais avançado e a preocupação da empresa em melhorar a tecnologia de cultivo de monocristais e policristais utilizados em várias indústrias permitiram estabelecer um novo recorde.
O Diretor-Geral da Diatek, Eduard Gorodetsky, referiu: “Para além de desenvolverem a tecnologia de crescimento de cristais com o objetivo de promover a soberania tecnológica da Rússia, os especialistas do nosso grupo de empresas trabalham ativamente na dopagem de diamantes cultivados. Este trabalho abre oportunidades únicas para a Rússia desenvolver a eletrónica baseada em diamantes, que é cada vez mais procurada no mundo.”
Quanto ao cristal de 92 quilates que bateu o recorde, o destino do diamante, segundo Gorodetsky, deverá ser fundamentalmente diferente do dos seus antecessores que foram cortados e polidos para serem utilizados no fabrico de jóias. Os resultados da análise dos cristais e das suas caraterísticas mostraram que é possível obter uma placa monocristalina multi-setorial de tamanho recorde ou várias placas mono-sectoriais de tamanho mais pequeno a partir deste diamante. É de salientar que existem muito poucas placas de diamante com tamanhos tão impressionantes no mundo e que estas são muito procuradas no mercado. O custo de uma placa deste tipo pode ultrapassar as dezenas de milhares de dólares. De acordo com o CEO da Diatek, o fabrico de uma placa monocristalina de tão grandes dimensões permitirá clonar o substrato principal em reatores CVD em conjunto com os principais institutos de investigação russos.
“Placas monocristalinas particularmente grandes obtidas pelo método CVD permitirão realizar uma série de estudos comercialmente importantes, incluindo o teste do ciclo completo de fabrico de dispositivos semicondutores em substratos monocristalinos de diamante. A tecnologia para o fabrico estável de placas de diamante monocristalino de grandes dimensões permitir-nos-á assumir rapidamente uma posição de liderança a nível mundial”, afirmou Gorodetsky.
De acordo com os peritos do sector, as placas de diamante com estas caraterísticas permitirão à Rússia estudar a possível utilização de grandes janelas de diamante para diferentes tipos de lasers e ópticas de raios X. Além disso, a produção de grandes placas monocristalinas abre a possibilidade de crescimento de substratos monocristalinos de 50-100 mm de diâmetro com crescimento em mosaico utilizando um processo CVD. Substratos com estas dimensões são comuns na indústria eletrónica. Todos os sistemas tecnológicos utilizados na indústria microeletrónica são concebidos para utilizar os substratos de dimensões normalizadas. Por conseguinte, a produção de substratos de diamante com mais de 2 polegadas permitirá o fabrico de estruturas de dispositivos com base nesses substratos, incluindo estruturas epitaxiais de carboneto de silício (SiC) e de nitreto de gálio (GaN) utilizadas em transístores de micro-ondas e em eletrónica de potência, sem uma reestruturação significativa do processo de produção. Estes transístores são atualmente a vanguarda do desenvolvimento mundial da eletrónica.
Galina Semyonova, Editora Chefe do Bureau Russo, para a Rough&Polished
