2024年12月19日，由香港大學(xué)（港大）工程學(xué)院電機及電子工程學(xué)系的褚智勤副教授與機械工程系林原教授，聯(lián)合南方科技大學(xué)深港微電子系李攜曦助理教授及北京大學(xué)東莞光電研究院王琦教授的研究團隊，成功開發(fā)突破性的方法，可大量制造超薄、超柔韌的鉆石（金剛石）膜。這些薄膜與現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造技術(shù)兼容，原則上可以制成各種電子、光子、機械、聲學(xué)和量子器件。

該團隊提出的邊緣暴露剝離法能夠快速生產(chǎn)大尺寸的獨立金剛石薄膜。 對比昂貴、耗時且受尺寸限制的傳統(tǒng)技術(shù)，新技術(shù)可在10秒內(nèi)生產(chǎn)出一個兩英寸的金剛石晶圓，提供了前所未有的效率和規(guī)模化。

這種方法的關(guān)鍵優(yōu)勢在于可制造出表面超平坦的金剛石膜，對高精度微納制造尤其重要。同時，平坦的金剛石膜的巨大柔性能為下一代可穿戴電子和光子設(shè)備提供了新的可能性。研究團隊預(yù)期可廣泛應(yīng)用于電子、光子、機械、熱力、聲學(xué)，以至量子技術(shù)等領(lǐng)域。

褚智勤教授在總結(jié)時表示：「我們希望能促進這些高質(zhì)量金剛石膜在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，并將這項尖端技術(shù)商業(yè)化，從而推出優(yōu)質(zhì)的金剛石薄膜產(chǎn)品，為業(yè)界樹立新標(biāo)準(zhǔn)。我們有意與學(xué)術(shù)以及產(chǎn)業(yè)伙伴合作，將這項革命性的產(chǎn)品推向市場，加速金剛石時代的到來。」

金剛石為全球公認的珍貴寶石，同時也是一種多功能的工程材料。金剛石堅硬無匹，且在室溫下的熱傳導(dǎo)性能無出其右，同時兼具極高的載流子遷移率，介電擊穿強度，超寬的半導(dǎo)體禁帶寬度以及從紅外到深紫外的光學(xué)透明性。這些特性使其成為制備高頻高功率電子組件、先進光學(xué)組件，以及冷卻高功率密度電子組件的理想材料，例如適用于處理器、半導(dǎo)體激光器和電動汽車的組件等。然而，金剛石的惰性和堅硬的晶體結(jié)構(gòu)為制造和量產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，尤其在于生產(chǎn)超薄和獨立的鉆石薄膜。這大大限制了它們的廣泛使用。

論文連結(jié):
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08218-x

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