科學(xué)家們正試圖用鉆石制造半導(dǎo)體。

　　鉆石恒久遠(yuǎn)。香港的研究人員已經(jīng)能夠?qū)@石轉(zhuǎn)化為光子學(xué)和量子應(yīng)用的主動(dòng)光子發(fā)射器。香港城市大學(xué)(CUHK)領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)納米力學(xué)方法演示了微晶金剛石陣列的大而均勻的拉伸彈性應(yīng)變。鉆石晶格的這種拉伸改變了帶隙并允許光子發(fā)射，這開(kāi)啟了應(yīng)變鉆石在光子學(xué)和量子信息技術(shù)中的潛力。

　　而納米金剛石在局部應(yīng)變較大的情況下可以發(fā)生彈性彎曲，研究表明這一現(xiàn)象可以用來(lái)開(kāi)發(fā)功能性金剛石器件?！拔蚁嘈陪@石的新時(shí)代就在我們面前，”這位研究員說(shuō)。

　　金剛石因其超高的熱導(dǎo)率、優(yōu)異的載流子遷移率、高的擊穿強(qiáng)度和用于高功率或高頻器件的超寬帶隙而成為高性能的電子和光子材料。“這就是為什么鉆石可以被視為電子材料的‘珠穆朗瑪峰’，具有所有這些優(yōu)異的性能，”盧博士說(shuō)。

　　金剛石的帶隙大，晶體結(jié)構(gòu)致密，很難通過(guò)摻雜形成半導(dǎo)體。一種潛在的替代方法是應(yīng)變工程，它使用非常大的晶格應(yīng)變來(lái)修改電子能帶結(jié)構(gòu)和相關(guān)的功能特性，但由于金剛石晶格的強(qiáng)度，這是具有挑戰(zhàn)性的。

　　然后，在電子顯微鏡下以良好控制的方式單軸拉伸金剛石橋。在連續(xù)可控加卸載的定量拉伸試驗(yàn)循環(huán)下，鉆石橋表現(xiàn)出高度均勻的大彈性變形，約為7.5%應(yīng)變，而不是彎曲局部區(qū)域的變形。卸載后，它們恢復(fù)了原來(lái)的形狀。

　　這些發(fā)現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)微加工金剛石深層彈性應(yīng)變工程的初步步驟。利用納米力學(xué)的方法，研究小組證明了鉆石的能帶結(jié)構(gòu)是可以改變的。更重要的是，這些變化可以是連續(xù)的和可逆的，允許不同的應(yīng)用，從微/納機(jī)電系統(tǒng)(MEMS/NEMS)和應(yīng)變工程晶體管到新穎的光電和量子技術(shù)。

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