提到材料界的“硬漢”，大家一定會想起天然界中最硬的物質“金剛石”。不過隨著材料制備水平的提高，繼人工合成金剛石后，科學家又發揮聯想，采用了類似于合成金剛石的原料、設備和技術創造出了另一種超硬無機材料，那就是立方氮化硼（c-BN）。

金剛石（C）和立方氮化硼（c-BN）的結構示意圖

立方氮化硼除了具有與與金剛石類似優異物理、化學特性，如超高硬度（僅次于金剛石）、高耐磨性、低摩擦系數、低熱膨脹系數等，同時還具有一些優于金剛石的特性，具體可看下表。

兩者都是處于超硬材料金字塔頂端的存在，集許多優異性能于一身。從上表也可以看出：由于結構上的相似，立方氮化硼的許多物理性能與金剛石十分相似，如高的硬度（僅次于金剛石），寬的帶隙，高的電阻率，高的熱穩定性和化學穩定性等等。

但另一方面，立方氮化硼的某些性能又優于金剮石，主要表現在以下幾個方面：

①立方氮化硼的抗氧化能力明顯高于金剛石；

②立方氮化硼與鐵族元素之間呈高惰性，而且在加工鐵系臺金時不會發生粘屑現象。這一優點使得它在用作高速切削刀具時具有明顯的優勢；

③通過控制摻雜類型，立方氮化硼既可以成為n型半導體又可以成為p型半導體，但金剛石一般只能摻雜成n型半導體；

④立方氮化硼可作為生長某些半導體的襯底材料。

以上這些金剛石無法比擬的優勢，讓立方氮化硼具有了更廣泛的用途。比如在電子和光電子器件的研制方面，由于在c-BN的高溫合成過程中，添加Be可得到P型半導體，添加S、C、Si等可得到n型半導體，因此Mishima等人得以在高溫高壓下用c-BN制成p-n結。該p-n結可以在650℃的高溫條件下工作，這為c-BN在高溫電子器件和高溫短波長光電子器件方面的廣泛應用奠定了基礎。

立方氮化硼

除此之外，立方氮化硼還是生長某些半導體的理想襯底材料。目前的半導體藍綠光發光器件都是在晶格失配很大的藍寶石上生長的，這不僅在發光器件中造成了大量的缺陷，嚴重影響了器件性能，而且由于藍寶石中的氧會向器件的發光層中擴散，對器件的性能造成了進一步的損害。用立方氮化硼晶體作為襯底材料可以解決上述問題，提高短波長發光器件的性能，從而滿足半導體光電子器件行業中的需要。

資料來源：

立方氮化硼微晶合成及體塊晶體生長方法探索，李凱。

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