通識下，金剛石無疑屬于非金屬材料的一種，它硬度極高，并且絕緣和導熱性好。但麻省理工和南洋理工的研究人員最近發現了一種可控方式，納米金剛石可以從絕緣體、半導體，甚至導電性一直拔高到高導電金屬的水平，并且這種變化可以是在不損耗金剛石材料的前提下可逆進行！
納米金剛石針頭應力變形誘因下導電示意圖
據稱，該項研究雖然處于初期階段，但卻可能將金剛石材料的應用領域極大地拓展到新型寬帶太陽能電池、高效LED、電力電子、新型光學器件以及量子傳感器等新興高端市場。
彎曲實驗中變形納米針的掃描電鏡照片，以及應力和帶隙變化預測示意圖
金剛石作為優秀的絕緣體，歸功于其5.6eV的超寬帶隙。簡單解釋，就是材料中的電子要想形成電流，需要提供大量的能量才可以激活。而帶隙小的話，電流就更容易形成。研究人員了解到，通過彈性變形金剛石納米針頭，可以縮小這種帶隙。他們通過彎曲鉆石探針來實現這一點。實驗證明，當金剛石納米針頭上的應變量增加時，其估計的帶隙會縮小，這表明其具有更高的導電性，而在針頭斷裂前，這種帶隙就可以完全消失。
論文地址：https://www.pnas.org/content/117/40/24634
編譯 YUXI
作者：粉體圈
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