快科技2月12日消息,據國內媒體報道稱,中國科研團隊人工合成出超級鉆石,為打破立方金剛石應用局限提供可能。
吉林大學物理學院高壓與超硬材料全國重點實驗室、綜合極端條件高壓科學中心劉冰冰教授、姚明光教授團隊聯合中山大學朱升財教授等取得了重大突破,在Nature Materials上發表題為“General Approach for Synthesizing Hexagonal Diamond by Heating Post-Graphite Phases”的新研究論文,發現了高溫高壓下石墨經由后石墨相形成六方金剛石的全新路徑。
論文中顯示,上述團隊“首次”合成出高質量六方金剛石塊材,發現其具有高出立方金剛石的極高硬度和良好的熱穩定性。
該成果不僅提供了一種純相六方金剛石人工合成的有效途徑,給出了其獨立存在的有力證據,也為超硬材料和新型碳材料添加了性能更為優異的新成員,為突破立方金剛石的應用局限提供了可能;該成果對深入了解隕石中鉆石的具體來源和重大地質事件也有著重要意義。
目前全球各國都在追逐第四代半導體技術,而金剛石材料如何運用就成了大家重要的突破口。
換句話說就是,金剛石半導體材料將成為未來的王者,因為金剛石的硬度、聲速、熱導率、楊氏模量等物理特性在所有材料中都首屈一指。
金剛石因其優異的物理特性而常被稱為“終極功率半導體材料”,其優點包括:
1、帶隙大,抗介電擊穿能力強;
2、遷移率(開關速度)高,功耗低;
3、在高溫、高輻射環境下也能穩定運行。
金剛石特別適合用于功率半導體,因為作為絕緣體,金剛石的介電擊穿強度是硅的33倍,遠高于SiC和GaN。
帶隙是硅的5.5倍,帶隙是指固體材料中不存在電子態的能量范圍。帶隙越大,發生介電擊穿的可能性就越小。金剛石功率半導體還可在大約5倍高溫的環境中工作,理論上可處理大約50,000倍的電力。
在金剛石半導體材料的研究進展方面,日本無疑處于全球領先地位。從金剛石襯底的研發,到器件的設計,再到設備的制造,日本已經均有所布局,產業鏈逐步完善,而我國也在追趕中。
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