如何讓金剛石“聽話”，像硅一樣實現(xiàn)芯片的基本功能?哈爾濱工業(yè)大學與香港城市大學、麻省理工學院等單位合作，在金剛石單晶領(lǐng)域取得重大科研突破，首次通過納米力學新方法，通過超大均勻的彈性應變調(diào)控，從根本上改變金剛石的能帶結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)下一代金剛石基微電子芯片提供了一種全新的方法。近日，該研究成果以“微納金剛石單晶的超大均勻拉伸彈性”為題在線發(fā)表于國際著名學術(shù)期刊《科學》。該研究為彈性應變工程及單晶金剛石器件的應用提供基礎(chǔ)性和顛覆性解決方案，展現(xiàn)了“應變金剛石”在光子學、電子學和量子信息技術(shù)中的巨大應用潛力。
據(jù)哈工大韓杰才院士團隊成員、論文作者之一、航天學院朱嘉琦教授介紹，2018年陸洋團隊首次報道納米級金剛石針可具有超大的彈性變形，局部彎曲彈性應變達到9%以上，提供了調(diào)節(jié)金剛石能帶的另一種可能。但上述應變嘗試往往局限于小樣本體積內(nèi)，而彎曲導致應變分布不均勻。本次研究在室溫下對長度約1微米，寬度約100—300納米的高質(zhì)量單晶金剛石橋結(jié)構(gòu)進行精細微加工，并在單軸拉伸載荷下實現(xiàn)了樣品整體范圍內(nèi)均勻超大彈性應變。為展示應變金剛石器件概念，團隊還加工并實現(xiàn)了微橋金剛石陣列的彈性應變。并進一步通過計算可實現(xiàn)單晶金剛石多達2eV的帶隙降低，極其有利于微電子應用。
本篇論文共同通訊作者分別為陸洋、李巨、朱嘉琦和Alice Hu。共同第一作者分別為黨超群、Jyh-Pin Chou、代兵和Chang-Ti Chou。(記者 李麗云)
關(guān)鍵詞： 金剛石
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