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CVD ダイヤモンド  Diamond Materials

 

 Diamond Materials
 ダイヤモンド マテリアルズ社
 CVD ダイヤモンド

ダイヤモンド マテリアル社のサイトは日本語に翻訳されています。

CVDダイヤモンドの詳細はpdfをダウンロードしてください。

http://www.diamond-materials.com/JP/cvd_diamond/overview.htm

ディスク フィルムと薄膜

CVD ダイヤモンド ディスクとダイヤモンド ウエハ














ダイヤモンドディスクやウエハは、気体(CVD)から製造されます。最適条件の下では、完全なダイヤモンドクリスタルを製造することができます。また、個々の様々な用途に応じて、性質を適合させることができます。

サイズ

120 mm Øまで

厚さ

0.01 - 2 mm

マテリアル

オプティカルグレード  CVDダイヤモンド
探知グレード
機械力学的質
熱力学的質
ナノクリスタル
ホウ素潤滑

表面

滑らか加工、または加工なし

形状

レーザーカットにより、どんな形状にも加工可能

 
CVD ダイヤモンド薄膜


表面を滑らか加工したこのダイヤモンド膜は、5 µmの薄さまで製造することができます。この種の膜は、超薄のX線ウインドウまたは、重イオンのための放射線検出器に使用できます。また、イオンビームを残存させるルミネセンス・スクリーンとしての用途などもあります。

このダイヤモンド膜をフレームに付けた商品も用意しています。

サイズ

76 mm まで (厚さによる)

装着

フレームなし、またはフレーム付き

厚さ

5 µm (希望があればさらに薄くすることも可能)

マテリアル

オプティカルグレードのCVDダイヤモンド

表面

滑らか加工、または加工なし

コーティング

メタル化または電気二重層


光学ウインドウ

CVD ダイヤモンド  UHV真空ウインドウ

ダイヤモンドと金属の接続技術により、ダイヤモンドディスクをUHV真空フランジに埋め込んでいます。このウインドウの特徴は、熱-機械的応力が抑えられ、広範囲の温度領域において理想的なUHV密閉度を得られることです。

赤外線からTHz、マイクロ波長の領域にまでいたるダイヤモンドの透過度の高さから、UHVダイヤモンドウインドウは、シンクロトロン放射光やスペクトロスコピーといった宇宙工学分野での使用に適しています。

サイズ

スタンダードウインドウは200-250 °Cまで加熱可能。

加熱耐性

スタンダードウインドウは200-250 °Cまで加熱可能。

クサビ

振動干渉を抑えるクサビ クサビ角度l: 0 – 1° (通常: 0.5°)

コーティング

ARコーティング(希望があれば)

漏度

better 1 x 10E-10 atm-cc/sec


ハイパワー CO2 レーザー ウインドウ

通常CO2レーザーの出口ウインドウはZnSeからできています。しかしパワーレベルが高い状態では、ZnSe吸収により、熱レンズが生成され、光線の質やレーザーフォーカスのポジションに悪影響を与えてしまいます。

これに対してCVDダイヤモンドレーザーウインドウは、高い熱伝導性、低い屈折率、赤外線透過という特性から、パワーレベルが高い条件下でもレーザー光線の質を妨げることはありません。

タイプ

トランスミッションウインドウ(例:拡散冷却されたスレーブレーザー) または、部分反射式のミラー(例:ガスフローレーザー)

光学的オプション

ウェーブフロント歪み、または表面の平面性 干渉縞の数 @633 nm

マテリアル

レーザーグレードの低吸収CVDダイヤモンド

厚さ

0.3 - 1.2 mm

コーティング

ノンコーティングまたはAR/AR

サイズと形状

50 mm。角、円、楕円


 
マイクロウエーブとテラヘルツ ウインドウ

ジャイロトロンチューブによって生成されるマイクロウェーブビームは、磁気によって閉じ込めた融合装置の中でのプラズマの加熱の際に重要な役割を演じます。1MW 以上の照射出力の継続が既に実証されています。このジャイロトロンチューブとマイクロウェーブ-トランスミッションラインのカギとなるコンポネントが、超高密度の光線に耐えることができるダイヤモンドウインドウです。

フラウエンホーファー応用個体物理研究所とダイヤモンド・マテリアルズ社は既に、大面積で誘電損失の少ないダイヤモンドディスクをいくつも製造しています。これらのディスクは、ハイパワー適用のマイクロウェーブウインドウとして、カールスルーエ研究センター(FZK)などで使用されています。

マテリアル

誘電率, ロス・タンジェント < 10-5, 熱伝導性> 1800 W/mK

表面

両面とも滑らか加工

サイズ

3または80mm、リクエストがあれば大きいサイズも。

厚さ

0.3~1.8mm 厚み均質性が高い


オプティカル コンポーネント

CVD ダイヤモンド ビームスプリッター


広域にわたる透明性と高屈折率により、ダイアモンドはフーリエ変換赤外分光で必要とされる遠赤外域ビームスプリッタに理想的なマテリアルですダイアモンドビームスプリッタは赤外からテラヘルツ放射までの広いスペクトルレンジでの光分解能分光に使用することができます。

主な応用分野には宇宙空間天体分光や地球大気の赤外線解析があります。

Diamond Materials は非常に平坦度の良好なダイアモンドビームスプリッタの製造を専門としています。厚み変化(ウエッジ)を明確に付与することにより、干渉による振動を有効に抑制することができます。
 

マテリアル

"Opical grade"

表面

両面とも滑らか加工, flatness e.g. < l/4 @ 633nm over 40-50 mm Ø

サイズ

1-3" Ø, larger sizes on request

厚さ

0.3 - 1.8 mm

クサビ

0.0-0.5°


CVD ダイヤモンド レンズ

ダイヤモンドシングルレンズ及び配列レンズアレイは、テラヘルツ分光及びCO2レーザー外科において、重要な役割を果たします。ダイヤモンドレンズは、レーザーハンドピースの集束するレンズとして、いくつかの決定的なメリットを持っています。例えば、バイオ-コンパティビリティ、ハイパワーレーザーへの適性、可視領域にも及ぶ光学的透過性(レーザービームの使用の際に重要)、表面の傷つきにくさ(洗浄が簡単)などです。

吸収バンドがほとんどなく、屈折による拡散が低いダイヤモンドは、テラヘルツの領域において、光学的使用に適した大変魅力的なマテリアルです。
 

マテリアル

オプティカルグレード  CVDダイヤモンド

タイプ

プラノ-コンベックス、またはプラノ-コンケーブ

焦点距離

5~1000 mm

直径

2~50 mm (焦点距離により異なる)


CVD ダイヤモンド ブリュースター ウインドウ

ブリュースター条件下での偏光に対するオプティカルウインドウの透過率は、波長に関係なくほぼ100%。 このコンセプトは、フリー-エレクトロン-レーザーやマルチ波長赤外線レーザー、テラヘルツ-オプティカルシステムなど、マルチスペクトルな用途に大変適しています。

ダイヤモンドのブリュースター角は、67.2°です。

ダイヤモンドマテリアルズ社は、楕円のダイヤモンドウインドウも、UHV適合の真空ウインドウも、ブリュースター形状で製造できます。

マテリアル オプティカルグレード  CVDダイヤモンド
タイプ 枠なし、Oリングパッキング、はんだ付けでUHV適合

CVD ダイヤモンド ATRユニット
  

今日では、ダイヤモンドは赤外線ATR(attenuated total reflection)分光の分野において、スタンダードなマテリアルです。この技術は、シングルもしくはマルチ反射するATRユニットの表面で弱まる波長を使用し、液体または固体の赤外線吸収特性を、高感度に測定します。 広域スペクトルな光学的透過性、高い屈折指数、表面の傷つきにくさ、といったダイヤモンドの特性は、この分野での使用において、大きなメリットです。

ダイヤモンド-マテリアルズ社は、斜めのカットの全額面を持ち表面を滑らか仕上げした、マルチ反射測定用のダイヤモンド-ロッドとプレートを製造します。

また、鋸の歯カップリング構造のシングル反射ATRユニットの製造も可能です。
 

マテリアル

オプティカルグレード  CVDダイヤモンド

タイプ

マルチまたはシングル反射

サイズ

ご要望に応じます

取り付け金具

ご要望に応じます


CVD ダイヤモンド 液体セル

この液体セルの用途は、液体の分光の測定です。液体セルは、一定の隙間をもつ2重ウインドウから成っています。可視光線の領域では、通常石英ガラスが用いられますが、赤外線、及びテラヘルツスペクトル領域の測定においては、ダイヤモンドウインドウの使用が理想的です。 広範な透過性、強度の化学的耐性、高い硬度といったダイヤモンドの特性が、この使用において大きく寄与しています。

液体セルは、ブルカーオプティックス社のA145セルに、2枚のダイヤモンドウインドウを取り付けたものです。

スピーディーな温度調節
またダイヤモンドは、熱伝導性が非常に高いという、この分野にとって有用な特性を持っています。 マイクロヒーターと温度センサーをダイヤモンドウインドウに組み入れることにより、液体の温度をスピーディに正確に調節することができます。これにより、吸熱性反応の時間分解スペクトル分析も可能になります。

タイプ

様々な形状のご要望にもお答えします。クイック温度調節装置の取り付けも可能です。


CVD ダイヤモンド 熱拡散器

熱拡散器

CVDダイヤモンドの熱伝導性は2000W/mKと、銅の5倍です。この性質から、ダイヤモンドが冷却用に使用されることが増えています。とりわけ電気絶縁が望まれる用途においては、ダイヤモンド熱拡散器と熱低下器は大きなメリットを発揮します。

弊社では、CVDダイヤモンド熱拡散器を様々な形状で製造することができます。メタル化は、粘着を防ぎ、最適な熱接触の際、電子部品とのダイレクトな接続を可能にします。

スタンダードな熱拡散器のほかに次ぎのオプションがあります:

リトグラフ構造のメタル化

上部面と下部面の間の電気絶縁化

無電圧による装着を可能にする切れ目構造

マテリアル

オプティカルグレードのCVDダイヤモンド (熱伝導性>1800 W/mK)

サイズ

>0.5 mm ふちの長さ

厚さ

100 – 500 µm 熱ソースの膨張度によって変わる

表面

表面の形状は、お客さまの要望に合わせます。

メタル化

高い粘着性と潤滑性を備えた金メッキ、はんだコーティング(AuSnまたはIn)も可能、シャドーマスクやリトグラフィーを使用した型取り


X線のためのCVD ダイヤモンド

CVD ダイヤモンド X線ウインドウ
  

ダイヤモンドは、その高い硬度と熱伝導性の高さ、化学的耐性の強さを持ち合わせています。X線ウインドウとしてもう一つ重要な性質は、核電荷数の少なさです。X線に対するマテリアルの透過度を高めます。

シンクロトロン白色X線ウインドウは、低エネルギーX線の吸収により、高い熱負荷が与えられます。熱伝導性が非常に高いダイヤモンドは、高い負荷にも耐えることができます。これまで一般的に使用されているベリリウムウインドウよりも熱耐性は高く、またベリリウムと違い、ダイヤモンドは無毒無害で、安全上のメリットもあります。

低い X 線エネルギーでも円形シリコンサポートディスクにマウントした薄いダイアモンドメンブレンで高透過係数を得ることができます。これらのメンブレンは 1 ミクロンまで薄くすることができます。有効アパーチャはウインドウが耐えなくてはならない圧力差に依存します。
 

サイズ

2 – 20 mm フリー開口 (通常 4-10 mm)

デザイン

効率的な水冷却
UHV適合
250 °Cまで加熱可能
カスタムデザイン

厚さ

厚さ 20 – 300 µm (UHV compatible)
or 1-50 µm for O-ring sealing

マテリアル

オプティカルグレード  CVDダイヤモンド

表面

滑らか加工 ラフネス< 10 nm rms

形状

丸開口または楕円開口


CVD ダイヤモンド X線トランスミッション ターゲット
  

ハイパワーの透過X線アノードは、タングステンコーティングされ、金属フレームに固定されたダイヤモンドディスクから成り立っています。高エネルギー電子によるタングステンコーティング層への照射により、点状のX線ソースが生成されます。これは、小さなオブジェクトの高解像度の検査を可能にします。

このアプリケーションではダイアモンドは次の二つの役割を担います:一方はフォーカスゾーンから迅速に熱を取り去る高効率ヒートスプレッダとしての動作、もう一方は X 線に対する透明ウインドウとしての動作です。

従って被験オプジェクトは点 X 線源のきわめて至近に位置させることができ、高分解能高倍率の X 線検査には理想的な条件となります。
 

サイズ

6 – 20 mm フリー開口 (通常 10 mm)

デザイン

効率的な水冷却 UHV適合

厚さ

100 – 300 µm

マテリアル

オプティカルグレード  CVDダイヤモンド

表面

滑らか加工, ラフネス< 10 nm rms

形状

丸開口または楕円開口



CVD ダイヤモンド X線 ビーム モニター
  

従来型のX線用ビームモニターは、X線ビームを分断するため、モニターをX線の中に機械的に動かす装置が必要になります。

これに対してダイヤモンドファイル製のビームモニターは、絶えずX線の中に留まるため、明瞭なモニタリングが可能になります。高い光線耐性、少ない原子数、光学的透過性の高さ、といったダイヤモンドの特性が、この使用にとって重要な役割を演じます。CCDカメラを使って、蛍光の測定をすることができます。これにより、X線の位置、強度、プロファイルを簡単に把握することができます。
 

タイプ

CVDダイヤモンドファイル製のX線‐蛍光スクリーン

オプション

露光するための特定サブミクロン表面凹凸; 高精度なレチクル

マテリアル

蛍光量を多くする光学的透過性ダイヤモンド

厚さ

> 20 µm

コーティング

75mmまで

サイズ

75mmまで

形状

四角、円状、楕円



その他の応用

CVD ダイヤモンド ツイーター ドーム (スピーカー振動膜)

ダイヤモンド製のスピーカー振動膜は、硬度が非常に高く、高加速の際にも変形することがありません。高周波数域での使用に適しています。

弊社のスピーカー振動膜は、国際的なテストにおいて高い評価を得ています。この商品の取り付けと販売は、高音、中音領域の製品で有名なThiel & Partner 社が行っています。

サイズ

12 - 50 mm

マテリアル

"白ダイヤモンド"
"黒ダイヤモンド"

CVD ダイヤモンドの時計部品

  

高い硬度と磨耗しにくさ、低い摩擦係数といった特性を持つダイヤモンドは、時計のような精密機器の部品として、理想的なマテリアルです。ダイヤモンド製のガンギ車、カンギ、テンプ輪、時計針、指針盤などはすでに使用されており、技術的にも、装飾の観点からも、高級腕時計にとって欠かせない材料となっています。

そのような時計部品は通常、マイクロ研磨加工によって製造されます。その際、超精密レーザー加工、プラズマエッチング、光学リトグラフなどの技術が用いられます。

弊社のダイヤモンド加工技術とお客様の独創的なアイデアで、ビジョンを実現させましょう。

サイズ

0.5 - 30 mm

デザイン

ご要望にお答えします。

マテリアル

CVDダイヤモンド 無色透明、またはブルーか黒

表面

研磨加工、または非研磨(マット仕上げ)



CVD ダイヤモンド マイクロメカニクス


機械力学的にも熱力学的にも高い性質を備えたCVDダイヤモンドは、マイクロメカニクス分野での使用に向いています。バイメタルアクター、AFMチップ、X線レンズ、MEMSスイッチ、外科用メスなどがその代表例です。弊社は、レーザーアブレーション(切断)、アニソトロピック・プラズマエッジング、リトグラフィー型取り、ウエハボンディング、センサー統合、機能的コーティングなど、様々な製法技術を持っています。

お客様のアイデアと弊社の技術が結びつきます。
お客様の問題を解決
新しい可能性を利用

 

ウエハ

純ダイヤモンドと滑らかな表面から成るダイヤモンドディスク、またはダイヤモンドシリコン

プラズマエッジング

高いアスペクト比の深いエッジング。プラズマ円滑化

マテリアル

CVDダイヤモンドは、ナノクリスタルのフィルム、伝導性を持ったダイヤモンド、光学的マテリアル、センサー機能を備えたマテリアル、と様々な用途があります。



 

CVD ダイヤモンドの特性

ダイヤモンド・マテリアルズ社は、純粋なポリクリスタルのダイヤモンドディスクの製造に特化しております。このダイヤモンドディスクは、自然のダイヤモンドクリスタルと同等です。

ダイヤモンドの特性は、その強度(10 000 kg/mm² )、高い熱伝導性(>1800 W/mK, 銅の5倍)、並びに光学的透過度の広範さにあります。

CVDダイヤモンドの特性に関しては、「CVDダイヤモンド詳細資料」に詳述してあります。


光学的特性

ダイヤモンドの透過領域は、紫外線(225nm)から赤外線まで及びます。ただし2.5~6.5µmのスペクトルにおいて、2フォノン過程に影響を受けた透過度の微弱な低下があります。しかし全体的には、ダイヤモンドは、マルチスペクトルな光学的使用に最適なマテリアルです。

さらに、ダイヤモンドの広いバンドギャップ(5.45eV)は、熱による電荷キャリア生成を防ぎます。よってダイヤモンドは、他のマテリアルとは違い、高温や高い外力が加えられた状態においても透明度を保ちます。

その他、ダイヤモンドの高い熱伝導性、硬度、摩擦への強さ、化学的抵抗力の強さも、光学的分野におけるダイヤモンドの使用をにおいて重要な意味を持ちます。

We have summarized the main properties of CVD diamond in our "CVD diamond booklet".

屈折指数 @500nm

2,41

バンドギャップ

5.45 eV

吸収係数@10.6µm

<0.10 cm-1

ロスタンジェント (tanδ @140 GHz)

<2.0×10-5


熱力学的特性

ダイヤモンドは、2000W/mKという非常に高い熱伝導性を有しています。これは銅の約5倍に相当します。金属物質の場合、電子によって熱の伝達が行われますが、ダイヤモンドは、格子振動により熱を伝達します。

このようなダイヤモンドの熱伝導の性質と熱力学的拡散作用は、熱管理作業に適しています。レーザーダイオードなどの高性能部品の冷却がその主な用途です。

We have summarized the main properties of CVD diamond in our "CVD diamond booklet".

熱伝導性 @300K > 1800 W/mK
熱拡散係数 @300K 1.0×10-6 K-1
比熱容量 0.502 J/kgK

 
機械力学的特性

http://www.diamond-materials.com/downloads/cvd_diamond_booklet.pdf
 

ダイヤモンドは、非常に高い硬度を有し、尚且つ磨耗耐性が強く、摩擦係数が低いという特性があります。 これらの特性は、ダイヤモンドが、負荷の高い条件下での使用範囲が広いことを意味しています。例としては、ノンフェラーマテリアル用の切断ツール、外科用のメス、磨耗を防ぐコーティングなどが挙げられます。

We have summarized the main properties of CVD diamond in our "CVD diamond booklet".

バイカーズ硬度

10.000 kg/mm2

弾性モジュール

1050 GPa

熱膨張率 @300K

1.0×10-6K-1

ポアソン比

0.1

密度

3.515 g/cm3

引張り強度(厚さ 500µm)  引張応力750 MPa以下でヌクレーション

750 MPa

 

カタログ ダウンロード PDF

ダイヤモンド・マテリアルズ社のCVDダイアモンドの簡略資料パンフレット

シンクロトロン放射光用のCVDダイアモンドウインドウ



詳しい内容はCVD ダイヤモンド ブックレットをお読みください。

The CVD diamond booklet

 Diamond Materials GmbHに直接問い合わせ

 

 

ダイアモンド マテリアルズ社に直接問い合わせをする時は英語またはドイツ語で

下記に連絡してください。

住所:
Diamond Materials GmbH

Hans-Bunte-Str. 19
79108 Freiburg, Germany

Eメール:
contact@diamond-materials.com

電話番号:
+49 761 600 6554
ファックス番号:
+49 761 600 6553 




                                  

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