日前，香港大學(xué)工程學(xué)院電機(jī)及電子工程學(xué)系的褚智勤副教授與機(jī)械工程系林原教授，聯(lián)合來(lái)自南方科技大學(xué)及北京大學(xué)東莞光電研究院的研究團(tuán)隊(duì)，成功開發(fā)突破性的方法，可快速大量制造超薄、超柔韌的鉆石薄膜。這項(xiàng)重要成果以“Scalable production of ultraflat and ultraflexible diamond membrane”為題發(fā)表在自然（nature）期刊。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08218-x

晶圓級(jí)金剛石薄膜剝離

金剛石的特性本文不做贅述，其聲、光、電、熱等領(lǐng)域的突出能力使其具有廣泛和深度應(yīng)用潛力，但主要受限于其批量制備技術(shù)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。回到本次成果，研究人員受到膠帶剝離石墨烯的啟發(fā)，展示了一種通過(guò)單步暴露邊緣剝離法來(lái)制備和轉(zhuǎn)移晶圓級(jí)超平整、超柔性鉆石膜的可行方案——利用3M膠帶和自制的精密控制剝離速度和角度的裝置，研究者成功將直徑2英寸的鉆石膜從其硅基生長(zhǎng)基底上分離。

新工藝可以在10秒內(nèi)制造出2英寸的晶圓片,提供無(wú)與倫比的效率和可擴(kuò)展性，適用于任何厚度和尺寸的膜（粗糙度小于1nm）。且膜的性能接近單晶金剛石，光學(xué)特性（450納米波長(zhǎng)下折射率約為2.36）、熱導(dǎo)率（約1,300Wm^-1K^-1）和電阻率（約1010Ω）。

超柔韌薄膜展示

對(duì)于厘米級(jí)樣品，膜的最大變形（約4%應(yīng)變）實(shí)現(xiàn)了宏觀尺度上的彈性應(yīng)變工程，為下一代基于鉆石的電子學(xué)（例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管、p–n結(jié)二極管）、光子學(xué)（例如拉曼激光器、紫外探測(cè)器、平面光子器件，包括超透鏡和超表面、光子結(jié)構(gòu)包括環(huán)形諧振器和腔體諧振器、波導(dǎo)、納米柱）、力學(xué)（例如機(jī)械懸臂梁、微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備）、熱學(xué)（例如片上熱擴(kuò)散器）、聲學(xué)（例如表面聲波濾波器、平面聲學(xué)超材料）以及量子技術(shù)（例如可擴(kuò)展且可定制的設(shè)備）打開了新的應(yīng)用前景。

編譯整理 YUXI