窒化ホウ素の将来の展望

鋼材は硬度が高いため、加工時に多くの熱が発生します。 ダイヤモンド工具は高温で分解しやすく、遷移金属と容易に反応します。 C-BN材料は熱安定性が高く、鉄族の金属や合金との反応が容易ではありません。 反応は、鉄鋼製品の精密加工、研削などに幅広く使用できます。 c-BNは、優れた耐摩耗性に加えて、優れた耐熱性も備えています。 また、耐熱鋼、フェロアロイ、硬化鋼などを切断でき、高硬度のチルドロールを切断し、比較的高い切断温度で浸透することができます。 工具の摩耗に非常に深刻な炭素焼入れ材とSi-A1合金。 実際、c-BN結晶の焼結体（高温高圧で合成）で作られた切削工具や研磨工具は、さまざまな超硬合金材料の高速精密加工に使用されてきました。

ワイドバンドギャップ（バンドギャップ6.4eV）半導体材料として、C-BNは熱伝導率、抵抗率、移動度、誘電率、低破壊電界が高く、デュアルタイプのドーピングを実現でき、安定性に優れています。 ダイヤモンド、SiC、GaNとともに、Si、Ge、GaAsに次ぐ第3世代半導体材料と呼ばれています。 それらの共通の特徴は、極端な条件下で使用される電子を作るのに適したワイドバンドギャップです。 端末。 表10.6に、それらのさまざまなプロパティの比較を示します。 SiCやGaNと比較して、C-BNとダイヤモンドは、より広いバンドギャップ、より高い移動度、より高い破壊電界、より低い誘電率、より高い熱伝導率など、より優れた特性を持っていることを見つけるのは難しいことではありません。 明らかに、極端な電子材料としては、C-BNとダイヤモンドの方が優れています。 しかし、半導体材料として、ダイヤモンドには致命的な弱点があります。つまり、ダイヤモンドのn型ドーピングは非常に困難です（n型ドーピングの抵抗率は102Ω・cmにしか達せず、デバイスの標準からはほど遠いです）。 、c-BNはデュアルタイプのドーピングを実現できます。 例えば、高温高圧合成や薄膜作製の過程で、Beを添加することでp型半導体を得ることができます。 S、C、Siなどを加えるとn型半導体が得られます。 したがって、一般的に、c-BNは最も優れた性能を備えた第3世代の半導体材料です。 高温、高周​​波、高出力などの過酷な条件下で動作する電子機器の製造に使用できるだけでなく、深紫外線発光や検出器にも利点があります。 幅広いアプリケーションの見通し。 実際、三島ら。 最初に報告されたのは、高温高圧条件下で製造されたc-BN発光ダイオードが650°Cの温度で動作できることです。 順方向バイアス下では、ダイオードは肉眼で見える青色光を放出し、スペクトル測定はそれが最短であることを示しています。 波長は215nm（5.8 eV）です。 C-BNは、GaAsやSiと同様の熱膨張係数、高い熱伝導率と低い誘電率、優れた絶縁性能、優れた化学的安定性を備えているため、集積回路のヒートシンク材料と絶縁コーティングになっています。 さらに、C-BNは負の電子親和力を持ち、冷陰極電界放出材料として使用でき、大面積フラットパネルディスプレイの分野で幅広い用途が見込まれます。

光学用途では、c-BN膜の硬度が高く、紫外線（約200 nmから）から遠赤外線までの全波長範囲で透過率が高いため、一部の光学部品の表面コーティングとして適しています。特にセレン化亜鉛（ZnSe）や硫化亜鉛（ZnS）などの窓材のコーティングとして。 また、耐熱衝撃性、市販硬度に優れており、高出力レーザーや検出器の理想的な窓材となることが期待されています。