科学家正在尝试用钻石制造半导体

“一颗恒久远，钻石永流传”。香港的研究人员已经能够将钻石转化为活跃的光子发射器，用于光子学和量子学的应用。由香港城市大学(城市大学)领导的联合研究小组首次通过纳米力学方法，展示了微晶金刚石阵列的大而均匀的拉伸弹性应变。这种金刚石晶格的拉伸改变了带隙，允许光子发射，打开了在光子学和量子信息技术中应变金刚石的潜力。

然而，纳米级金刚石可以在具有大局部应变的情况下发生弹性弯曲，最新的研究表明这种现象可以用于开发功能性金刚石器件。“我相信钻石的新时代就在我们面前，”研究人员说。

金刚石因其超高的导热性、优异的载流子迁移率、高击穿强度和用于大功率或高频器件的超宽带隙而成为一种高性能的电子和光子材料。“这就是为什么钻石可以被认为是电子材料的‘珠穆朗玛峰’，拥有所有这些优良的性能，”卢博士说。

金刚石的大禁带和紧凑的晶体结构使其很难掺杂形成半导体。一个潜在的替代方案是应变工程，使用一个非常大的晶格应变来修改电子带结构和相关的功能性质，但这是具有挑战性的，因为金刚石晶格的强度。

然后，钻石桥在电子显微镜下以控制良好的方式单轴拉伸。在连续可控加卸载的定量拉伸试验循环下，金刚石桥在整个试件测量截面上表现出高度均匀的大弹性变形，约为7.5%的应变，而不是弯曲局部区域的变形。卸载后，它们恢复了原来的形状。

这些发现是实现微加工金刚石深度弹性应变工程的早期步骤。利用纳米力学方法，该团队证明了金刚石的能带结构可以改变，更重要的是，这些改变可以是连续和可逆的，允许不同的应用，从微/纳米机电系统(MEMS/NEMS)、应变工程晶体管，到新颖的光电和量子技术。

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