我们都知道钻石是最艰难，最卓越的天然材料，配备了一系列极端的物理性质，使它们非常可取。然而，它的潜力远远超出其在珠宝中的使用。它还具有电子材料的巨大潜力。
研究人员表示，拉伸微加工钻石可以应用于下一代微电子学。yabosports官网图片由党超群解释道/香港城市大学
最近，在香港城市大学（Coutchu）联合研究团队的联合研究团队用纳米力学方法证明微加工金刚石阵列的均匀弹性．研究人员表示，他们的发现表明，应变钻石作为下一代微电子，量子信息技术和光子学中的装置的潜在候选者。yabosports官网
钻石作为电子材料
金刚石在电子领域的理论应用潜力并不是什么新发现。yabosports官网事实上，一段时间以来，研究人员一直在进行评估金刚石技术作为硅的潜在替代品当摩尔定律不可避免地走到尽头时
钻石的潜力在于它们的结构。钻石是A.宽带隙半导体．从理论上讲，当涉及到功率处理能力和工作电压时，它的特性可以使电子设备超越当前系统的范围。例如，钻石的导热能力是铜的5倍，硅的22倍。这两种都很好指挥和绝缘体，它的高度介电强度意味着薄的金刚石层可以隔离比当前技术更大的电压。
各种半导体材料及其功率处理与工作频率的比较。图片由Akhan半导体
这些指标指向更好的电子产品的潜力。yabosports官网但是他们原始的自然形式的钻石不能简单地用于电子设计。材料需要掺杂而且钻石的大带隙和紧密的水晶结构使这难以实现这一困难。这个兴奋剂问题仍然是钻石技术的发展及其在电子应用中的应用。yabosports官网
什么是应变工程？
研究人员一直在尝试掺杂的替代解决方案，其中一个是被称为“应变工程”的方法。应变工程是当将大的晶格菌株施加到材料以改变其电子带结构和功能性。
最初认为由于其强度而导致钻石对钻石进行应变工程。然而，2018年，由卢阳博士领导的Cityu研究团队与哈尔滨理工学院（命中）和马萨诸塞州理工学院（麻省理工学院）的研究人员合作，发现了这一点纳米级金刚石在意外的大局部应变作用下会发生弹性弯曲．
基于这个发现，该团队的最新研究证明了这种现象如何用于开发基于功能钻石的设备。
研究人员创造了一个“钻石桥”
该团队方法的第一步是在桥状形状中从固体金刚石单晶中产生微制造的单晶金刚石样品。然后用电子显微镜拉伸这些桥。
抗拉菌株下的微制造金刚石桥样品的图象。图片礼貌党超群解释道/香港城市大学．
当钻石桥经历连续加载和卸载的循环时，它们表现出很大的弹性变形——高度均匀的变形——应变约为7.5%。这颠覆了研究人员对局部区域变形的预期。通过优化样品的几何形状，他们获得了高达9.7%的最大拉伸应变，这接近金刚石的理论弹性极限。
该团队还进行了密度泛函理论计算，表明金刚石的带隙通常随着拉伸应变的增加而减小。这些结果表明，带隙可以由间接变为直接，这意味着一个电子可以直接发射光子，并有可能实现高效的光电应用。
根据研究人员的说法，这些发现是实现微加工金刚石的深层弹性应变工程的重要早期步骤。随着进一步的发展和研究，这一过程和微加工金刚石的使用可能会带来不同的应用，从微电子系统到应变工程晶体管。
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