新方法让金刚石变身芯片时更“听话”

今日新鲜事商业头条网 商业头条 2021-01-08 11:08:34 0

如何让钻石“听话”,像硅一样实现芯片的基本功能?哈尔滨理工大学与香港,城市大学麻省理工学院等单位合作,在金刚石单晶领域取得重大科学突破。首次通过新的纳米力学方法和超均匀弹性应变调控,从根本上改变了金刚石的能带结构,为实现下一个代金刚石基微电子芯片提供了全新的方法。最近,该研究成果以“微纳".金刚石单晶的超均匀拉伸弹性”为题在国际著名学术期刊《科学》上在线发表。该研究为弹性应变工程和单晶金刚石器件,的应用提供了基础性和颠覆性的解决方案,展示了“应变金刚石”在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。

据哈工大韩杰才院士成员、论文作者之一朱嘉琦,教授介绍,2018年,陆洋首次报道纳米尺度的金刚石针可以产生超大弹性变形,局部弯曲弹性应变达到9%以上,这为调节金刚石能带提供了另一种可能。然而,上面提到的应变尝试通常局限于小的样品体积,并且弯曲导致不均匀的应变分布。本研究在室温下对长约1微米、宽约100-300纳米的高质量单晶金刚石桥结构进行了微细加工,在单轴拉伸载荷下,样品在整个范围内获得了均匀的超弹性应变。为了展示应变钻石的概念,器件,团队还加工并实现了微桥钻石阵列的弹性应变。此外,通过计算,单晶金刚石的带隙可以减小2eV,这对微电子应用极为有利。

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