研究人员普渡大学在试图分析强化金属的技术时，偶然发现了一种新技术，使用脉冲激光从石墨中生成合成纳米金刚石图案和薄膜。他们的发现可能会影响生物传感器、计算机芯片、量子计算和燃料电池等广泛的应用。
这张图描述了一种新技术，使用脉冲激光从石墨中合成纳米金刚石薄膜和图案，具有从生物传感器到计算机芯片的潜在应用价值。(普渡大学图片/Gary Cheng)
在尝试使用薄石墨片和纳秒脉冲激光来增加金属强度时，研究人员观察到，使用激光会使石墨要么消失，要么变成半透明。他们意识到石墨的黑色涂层消失了。通过进行后续研究，他们确定石墨被转化成了钻石。他们将这一过程称为受限脉冲激光沉积(CPLD)。
其中一名研究人员解释说，纳米金刚石可以选择性地放置在粗糙的表面，而不需要高压和高温，这通常与合成金刚石的生产有关。他们能够在室温下进行CPLD，从而大大降低了生产钻石的成本。
这种新技术需要使用一层多层薄膜，其中包括一层石墨，顶部是一片玻璃盖片。然后将这一层暴露在超快脉冲激光下，激光作用于石墨，将其变成电离等离子体，并产生向下的压力。电离的等离子体很快就变成了凝固的钻石。玻璃盖片的目的是保持等离子体在适当的位置，从而使它能够开发出纳米金刚石涂层。
研究小组利用x射线衍射、透射电子显微镜、电阻测量等传统方法，证明了利用该技术制造的钻石是真实的。
这些都是超级小的钻石，而且涂层非常坚固，所以它可以用于高温传感器。
Gary Cheng是普渡大学工业工程副教授。
参考文献