金剛石,又稱鉆石,具有不同尋常的電子特性。它既是一種良好的絕緣體,又可以讓具有一定能量的電子以很小的阻力移動,成為制造電子產品的優質材料。不過,生產大量的超薄金剛石膜仍面臨挑戰。
近日,香港大學副教授褚智勤、教授林原與南方科技大學助理教授李攜曦、北京大學教授王琦合作,利用膠帶對金剛石進行邊緣剝離,生產超薄多晶金剛石膜。相關研究成果發表于《自然》。
研究人員首先使用微波等離子體化學氣相沉積(CVD)在硅襯底上生長金剛石膜,然后將膠帶粘在金剛石頂部表面并沿界面剝離,這樣可以將完整的2英寸金剛石膜剝離并保持其結構完整性。
他們發現,這種方法剝離的金剛石片非常薄,不到一微米,比人的頭發絲還要纖細,而且足夠光滑,可以用于硅芯片的蝕刻技術。
據介紹,該方法能夠大規模生產大面積(2英寸晶圓)、超薄(亞微米厚度)、超平(亞納米表面粗糙度)和超柔性(360°可彎曲)的金剛石膜。這些高質量的膜具有平坦的可加工表面,支持標準的微制造技術,其超柔性特性允許直接用于變形傳感應用,而此前那些厚重的膜則無法實現該應用。
“這不由得讓人想起石墨烯的早期研究,當時使用透明膠帶從石墨中生產出*層石墨烯。我從來沒想過這種方法還可以用于金剛石。”英國華威大學的JulieMacpherson說。
“這種新的剝離方法將成為多種設備設計和實驗方法的推動者。”劍橋大學的MeteAtatre說。
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