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纳米金刚石薄膜应用开辟新道路

发布日期：2015-04-16 浏览次数：文章来源：锐石公司

导读：荷兰纳米科学院的研究者实现在石英衬底上生长金刚石薄膜，然后再将它们分开，将得到的金刚石薄膜放置在别的器件上。为纳米金刚石薄膜广泛应

荷兰纳米科学院的研究者实现在石英衬底上生长金刚石薄膜，然后再将它们分开，将得到的金刚石薄膜放置在别的器件上。为纳米金刚石薄膜广泛应用开辟了道路。

　　材料科学家说，我们可以通过一个简单的方法来获得并处理金刚石纳米薄膜，然后放置在各式各样的设备上，就能在各种设备上测试这种非凡的材料了。

　　金刚石薄膜是地球上最非凡的材料之一。不仅强度高，透明度高，而且热传导性好。虽然它们具有生物惰性，但是我们可以在它们的表面连接分子使其化学性能变得活泼。更重要的是，当它们掺杂添加剂后会变成半导体，就可以应用于电子电路了。

　　也难怪材料科学家们对于金刚石的前景充满期待，他们希望把金刚石或多或少应用到所有他们能想到的设备中。

　　但问题是，金刚石薄膜必须在高温纯氢气氛中生长，这与其他微器件如硅芯片制造方法不兼容。

　　所以一个有用的途径，就是想办法使金刚石薄膜在一个地方生长，然后再转移到另一个地方，这样就可以将金刚石薄膜放置到芯片或者其他器件上了。

　　如今，荷兰纳米科学院的Venkatesh seshan和几个同伴说，他们改进了一种方法，即在石英衬底上生长金刚石薄膜，然后再将它们分开，最后将得到的金刚石薄膜放置在别的器件上。

　　该团队首先将纳米金刚石籽晶放置在石英表面，在氢等离子体气氛中加热到500 C以上。然后籽晶长大，得到一个180nm厚、透明的金刚石晶体表层。

　　该团队完善了一种从衬底分离金刚石薄膜的新技术。在金刚石薄膜的生长过程中，这些材料以不同的速率膨胀产生应力，该应力将一层材料与另一层材料分离开来。“通过选择适当的条件，可以让应力足以使180 nm 厚的金刚石薄膜从石英表面脱落，形成无数的薄片。”seshan和他的合作伙伴说。

　　该团队使用光学显微镜来确认金刚石薄片，然后用一层粘性薄膜将他们剥离，就像用透明胶带获取石墨片一样。将粘性薄膜定位在装置如电子电路上，然后压入到合适的位置。再慢慢从金刚石纳米片上剥离出粘性薄膜，这一过程需要10分钟。

　　Seshan和他的合作伙伴通过生产大量金刚石薄膜器件来测试他们的技术。这些器件包括鼓状谐振器，电子电路，甚至把金刚石片放置在其他材料片上面，来证明用材料交替层创造出全新的材料是相当有可能的。

　　新技术使得该团队可以很容易地描述纳米金刚石薄膜在一系列新情况下的特征。同时也为纳米金刚石薄膜在其他方面的广泛应用开辟了道路。

　　当然，有一点要事先声明。确定并定位纳米片是一个耗时的过程。所以这项技术不能应用于大规模生产金刚石薄片的设备上。因而在大规模自动定位和并行化技术上，还有很长的一段路要走。

　　但随着机器可视技术的迅速发展，在不久的将来它可能会打破这一局限。只是这项制造技术的大规模并行化还需更多的研究。

　　这项技术的潜力是显而易见的，它能够带来一种新的技术来补充完善我们目前正在经历的硅时代和石墨烯时代。换句话说，我们可以开始期待“金刚石”时代的到来。