彈性納米鑽石開拓下一代微電子設計

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【大紀元2021年01月14日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)香港城市大學和其它幾個科研機構合作,首次展示了以納米力學技術,對微加工的金剛石陣列施加極大而均勻的彈性拉伸應變,可應用於新一代微電子、光電和量子信息設備。

鑽石是已知的自然界最堅硬的材料,除了在工業上有著廣泛用途以外,這份研究的成果展示,鑽石還有作為電子材料的巨大潛力。

鑽石在工業上廣泛用於切割、鑽洞和研磨等機械用途。其實,鑽石也有極高的導熱率、電荷載流子遷移率、高點擊穿強度和超寬的能帶隙等特點。這些特點使得鑽石也是很好的電子和光子材料。特別是能帶隙,是半導體的一項重要特性。寬闊的能帶隙使得設備可以支持高功率或高頻運作。

這項研究的負責人香港城市大學機械工程學系副教授陸洋說:「鑽石具有這些優越的特性,所以可以看作是頂級的電子材料。」

可是,電子設備生產過程通常需要向半導體材料注入某些雜質,以實現特定的特性,而鑽石超寬的能帶隙和鑽石緊致的晶體結構,使它難以完成這項操作。因此這一直是鑽石作為電子材料的障礙。

這份研究的團隊意外地發現,納米鑽石材料具有很好的延展性,局部範圍具有大幅度彈性。這意味著利用彈性應變技術,一樣可能改變鑽石的物理特性用於電子設備製造。研究組首次展示了這一可能性。

陸洋說:「我相信,鑽石的新時代即將來臨。」

這份研究於1月1日發表在《科學》期刊上。◇

責任編輯:朱涵儒

 

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