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納米金剛石薄膜應用開辟新道路

發布日期：2015-04-16 瀏覽次數：文章來源：銳石公司

導讀：荷蘭納米科學院的研究者實現在石英襯底上生長金剛石薄膜，然后再將它們分開，將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。為納米金剛石薄膜廣泛應

荷蘭納米科學院的研究者實現在石英襯底上生長金剛石薄膜，然后再將它們分開，將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。為納米金剛石薄膜廣泛應用開辟了道路。

　　材料科學家說，我們可以通過一個簡單的方法來獲得并處理金剛石納米薄膜，然后放置在各式各樣的設備上，就能在各種設備上測試這種非凡的材料了。

　　金剛石薄膜是地球上最非凡的材料之一。不僅強度高，透明度高，而且熱傳導性好。雖然它們具有生物惰性，但是我們可以在它們的表面連接分子使其化學性能變得活潑。更重要的是，當它們摻雜添加劑后會變成半導體，就可以應用于電子電路了。

　　也難怪材料科學家們對于金剛石的前景充滿期待，他們希望把金剛石或多或少應用到所有他們能想到的設備中。

　　但問題是，金剛石薄膜必須在高溫純氫氣氛中生長，這與其他微器件如硅芯片制造方法不兼容。

　　所以一個有用的途徑，就是想辦法使金剛石薄膜在一個地方生長，然后再轉移到另一個地方，這樣就可以將金剛石薄膜放置到芯片或者其他器件上了。

　　如今，荷蘭納米科學院的Venkatesh seshan和幾個同伴說，他們改進了一種方法，即在石英襯底上生長金剛石薄膜，然后再將它們分開，最后將得到的金剛石薄膜放置在別的器件上。

　　該團隊首先將納米金剛石籽晶放置在石英表面，在氫等離子體氣氛中加熱到500 C以上。然后籽晶長大，得到一個180nm厚、透明的金剛石晶體表層。

　　該團隊完善了一種從襯底分離金剛石薄膜的新技術。在金剛石薄膜的生長過程中，這些材料以不同的速率膨脹產生應力，該應力將一層材料與另一層材料分離開來。“通過選擇適當的條件，可以讓應力足以使180 nm 厚的金剛石薄膜從石英表面脫落，形成無數的薄片。”seshan和他的合作伙伴說。

　　該團隊使用光學顯微鏡來確認金剛石薄片，然后用一層粘性薄膜將他們剝離，就像用透明膠帶獲取石墨片一樣。將粘性薄膜定位在裝置如電子電路上，然后壓入到合適的位置。再慢慢從金剛石納米片上剝離出粘性薄膜，這一過程需要10分鐘。

　　Seshan和他的合作伙伴通過生產大量金剛石薄膜器件來測試他們的技術。這些器件包括鼓狀諧振器，電子電路，甚至把金剛石片放置在其他材料片上面，來證明用材料交替層創造出全新的材料是相當有可能的。

　　新技術使得該團隊可以很容易地描述納米金剛石薄膜在一系列新情況下的特征。同時也為納米金剛石薄膜在其他方面的廣泛應用開辟了道路。

　　當然，有一點要事先聲明。確定并定位納米片是一個耗時的過程。所以這項技術不能應用于大規模生產金剛石薄片的設備上。因而在大規模自動定位和并行化技術上，還有很長的一段路要走。

　　但隨著機器可視技術的迅速發展，在不久的將來它可能會打破這一局限。只是這項制造技術的大規模并行化還需更多的研究。

　　這項技術的潛力是顯而易見的，它能夠帶來一種新的技術來補充完善我們目前正在經歷的硅時代和石墨烯時代。換句話說，我們可以開始期待“金剛石”時代的到來。