2021年1月4
在所有材料中,钻石被欧洲杯足球竞彩认为是最难的一个。然而,一些期望,钻石也有优秀的高级电子材料的潜力。
拉伸microfabricated钻石为下一代微电子应用程序的方法。图片来源:见鬼超群解释道/香港城市大学。
第一次合作研究小组利用纳米机械的方法揭示了大型甚至拉伸弹性应变microfabricated钻石阵列。团队是由香港城市大学(接受)。
研究者的研究结果已经表明,紧张的钻石可以作为下一代的主要候选人功能设备用于光子学、微电子学、和量子信息技术。
吕洋博士为首的联合研究机械工程学系的副教授使用证(外资企业),科学家也从麻省理工学院(MIT)和哈尔滨工业大学(打击)。
团队的研究结果主要科学杂志最近报道欧洲杯线上买球在一篇题为“实现大统一的拉伸弹性microfabricated钻石。”
这是第一次显示了非常大,均匀弹性拉伸实验的钻石。我们的发现证明的可能性发展电子设备通过的深弹性应变工程microfabricated金刚石结构。
吕洋,副教授,香港城市大学机械工程学系
钻石:“珠穆朗玛峰”的电子材料欧洲杯足球竞彩
钻石是著名的优秀的硬度。这些材料通常涉及钻探工业应用,切削或磨削。欧洲杯足球竞彩尽管如此,钻石也被认为是一个高性能光子和电子材料由于其优良的电荷载流子迁移率,超高导热,超宽能带隙,高击穿强度。
半导体的能带是一个至关重要的属性,和广泛的能带隙促进高频或高功率设备的操作。
这就是为什么钻石可以视为“珠穆朗玛峰”的电子材料,拥有这些优良性能欧洲杯足球竞彩。
吕洋,副教授,香港城市大学机械工程学系
但钻石有紧密的晶体结构和能带,很难“涂料”——标准方法用于调节半导体的电子性质的生产”。这限制了工业应用的钻石在光电和电子设备。
“应变工程”提供了一个可行的选择,一个非常大的晶格应变修改电子能带结构和应用相关的功能特征。但由于其超高硬度,这种方法被认为是“不可能”的钻石。
然后,早在2018年,鲁博士和他的同事们意外发现纳米钻石可以使用一个意想不到的大局部应变弹性扭曲。这一发现表明,弹性应变工程可以用来改变钻石的物理特性。基于这一发现,这项新研究表明这种现象可用于设计功能钻石设备。
整个样品均匀拉伸应变
最初,单个水晶钻石的小组microfabricated样品从固体金刚石单晶。这些样本有一个bridge-like形检测大约µm在长度和宽度300海里,有两个广泛的结束就意味着扣人心弦。
然后,在电子显微镜下,钻石桥是单向地扩大控制的方式。下可控和连续装卸循环定量拉伸测试,钻石桥表现出7.5%左右的大型和高度统一的弹性变形应变在整个测量部分的样品,而不是在一个局部地区弯曲变形。卸载后,钻石桥恢复原来的形状。
团队也采用美国和材料试验学会(ASTM)标准,进一步提高样本几何,取得最高均匀拉伸应变的9.7%左右。欧洲杯足球竞彩
这个值甚至超过了最高的地方在2018年执行的研究价值和几乎是一样的假想弹性极限的钻石。更重要的是,给紧张的钻石设备的概念,研究人员还实现了弹性应变microfabricated钻石阵列。
调优的能带隙弹性菌株
研究人员随后进行了密度泛函理论(DFT)计算来确定弹性应变的影响在0%和12%之间的电子性质的钻石。
仿真结果表明,金刚石隙通常与拉伸应变的增加减少,而减少最大的能带隙率从5下降eV 3电动汽车在9%左右应变沿一定的晶体取向。研究人员还使用了pre-strained钻石样品他们电子能量损失谱进行分析,然后验证这个能带的下降趋势。
团队的计算结果也表明,迷人地,能带可以间接转换为直接拉伸压力大于9%额外的晶体取向。
在半导体中,直接能带意味着一个电子可以立即产生光子,使一些光电应用程序提供更高的效率。
这些调查结果代表的早期步骤实现深弹性应变工程microfabricated钻石。通过这种纳米机械方法,研究人员有效地显示,可以改变钻石的能带结构,而且更重要的是,这种变化可以可逆的和连续的,使一系列应用程序,比如strain-engineered晶体管,微/ nanoelectromechanical系统(MEMS / NEMS),量子和光电技术和创新。
我相信一个钻石是我们前面的新时代。
吕洋,副教授,香港城市大学机械工程学系
,爱丽丝胡博士,从机械工程学系使用证,李教授从麻省理工学院,和朱嘉教授是该研究的通讯作者。
co-first作者研究的是党超群解释道,博士毕业,和周Jyh-Pin博士前使用证从机械工程学系博士后,博士戴Bing的冲击,并从国立交通大学周Chang-Ti。
林博士的研究小组还包括风扇荣和Weitong接受。其他劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们合作,加州大学伯克利分校和南方科技大学。欧洲杯线上买球
香港研究资助委员会和中国国家自然科学基金资助的研究在城大。欧洲杯线上买球
期刊引用:
见鬼,C。等。(2021)实现大统一的拉伸弹性microfabricated钻石。欧洲杯线上买球。doi.org/10.1126/欧洲杯线上买球science.abc4174。
来源:https://www.cityu.edu.hk/