金刚石前沿应用未来可期

　　金刚石作为一种独特的材料，具有高硬度、高耐磨性、高热导率和低膨胀系数等优异物理化学性能，随着技术的进步和市场需求的增长，金刚石的前沿应用正在不断拓展，市场空间持续扩容。2023年11月2日，为进一步探索金刚石前沿应用的新机遇和新挑战，由DT新材料、中国超硬材料网主办的第七届国际碳材料大会金刚石前沿论坛在上海跨国采购会展中心成功举办。

　　本次金刚石前沿论坛汇聚了金刚石领域的顶级专家、学者和企业代表，他们分别从金刚石的基础研究、应用研究、市场趋势等方面进行了深入探讨和交流。

　　哈尔滨工业大学朱嘉琦教授做《高品质金刚石单晶生长、器件及其装备技术》报告，朱嘉琦教授详细阐述了高品质金刚石单晶研究背景及科学技术问题，列举分析晶圆用MPCVD装备技术、金刚石半导体材料技术、高性能同位素电池技术等内容，并提出研制30kW-100kW级高效率稳定固态微波源，熟化915MHz晶圆级金刚石生长装备，突破晶圆级大尺寸单晶金刚石生长工艺、进一步拓展推广金刚石功能应用等展望。

　　江南大学敖金平教授做《金刚石光电探测器》报告，金刚石半导体具有宽禁带、高抗辐射强度、高载流子迁移率、高化学稳定性，是日盲紫外探测器的最佳候选材料之一。然而，由于金刚石材料是间接带隙半导体，导致其对日盲紫外光的响应度较低。敖金平教授针对上述问题，围绕金刚石光电探测器响应度提升及性能优化开展了一系列研究，并展示取得的一些成果。

　　香港大学陆洋教授做《应变金刚石在半导体和光电子领域的应用》报告，陆洋教授首先展示了单晶金刚石在微纳尺度下可实现接近理论极限的强度以及超大弯曲弹性变形，并通过原位拉伸首次实现了整体均匀、接近10%的深度弹性应变，初步验证了深度弹性应变能有效调控和优化金刚石的电子能带结构，为未来推动金刚石在微电子、光电和量子信息技术中的应用展现出潜力。

　　德润斯合金科技（江苏）有限公司总经理白立辉做《高纯纳米金刚石的创新应用》报告，白立辉首先分享德润斯通过激光合成技术生产的纳米金刚石粉末具有纯度高、均匀性好等特点，且通过进一步处理可获得多种溶剂或添加剂，便于不同工艺技术领域的应用需求。紧接着详细介绍了高纯度纳米金刚石在MPCVD涂层、精细抛光、润滑、涂料、生物医学、电子热管理等领域的创新应用、应用优势，并针对不同适用产品举例分析。

　　电子科技大学徐跃杭教授（段永鑫博士代讲）做《金刚石半导体器件中的取向极化效应》报告。氢终端金刚石器件的截止频率、输出电流和输出功率最高，在微波功率、电力电子领域中展现出较好的应用潜力。然而氢终端金刚石器件存在直流、脉冲输出特性不稳定等挑战。段永鑫博士针对氢终端金刚石场效应晶体管输出特性不稳定的现象，提出了取向极化效应概念，揭示了导致输出特性不稳定的机理，并提出一种长脉冲边沿的测试方法得到稳定的输出特性。

　　哈尔滨工业大学曹文鑫助理教授（叶之杰博士代讲）做《电子封装用金刚石增强导热材料技术研究》报告，叶之杰博士以金刚石超高热导率为牵引，研究先进金刚石键合技术，有效降低热导率，为金刚石电子封装应用提供材料技术基础。以金刚石增强导热为核心，开发出导热垫、导热纸、导热绝缘胶、金属键合等系列热界面材料产品，大幅降低界面热阻，有效改善了发热体与热沉之间连接，并对其后面机理进行了科学性分析。

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所教授级正高工邓丽芬做《聚晶金刚石(PCD）的制备与应用研究》报告，首先回顾PCD高温高压制备发展历程、烧结工艺及机理研究，然后针对烧结过程金刚石-金刚石（Diamond-diamond）成键机理展开讨论。最后着重介绍具有长径比的针状金刚石、HPHT制备的低价超高导热PCD、一体化制备异形PCD刀具等3种新型金刚石产品的制备与应用。

　　苏州思体尔软件科技有限公司副总经理付昊做《Effect of Holder Design on Diamond Growth Profile in Conventional MPCVD Reactor》报告，付昊通过数值模拟来展示金刚石晶体的生长速率和形状，解析金刚石晶体生长的时间演变过程，并结合哈尔滨工业大学等高校的文献数据模拟论证，模拟结果表明凹穴的几何形状是决定金刚石生长速度和晶体形状的关键因素之一，为改善MPCVD工艺性能提供了一种创新的解决方案。

　　中国科学院上海光学精密机械研究所杭寅研究员（赵呈春副研究员代讲）做《金刚石在固体激光器热管理中的应用研究》报告，提出了一种固体激光器热管理的新方案，即在激光晶体表面直接沉积金刚石并制备了一系列连续、高质量的金刚石薄膜。研究结果表明，金刚石薄膜的沉积能够有效提升激光晶体的热学性能，同时典型的CVD生长环境对激光晶体光学性能的影响很小，满足固体激光器热管理的需求。

　　河北工业大学教授、先进激光技术研究中心副主任白振旭（丁洁副教授代讲）做《朝着更高功率、更高亮度和多波长发展的金刚石激光器》报告，丁洁副教授以金刚石晶体作为非线性增益介质，实现了最高单脉冲能量的晶体拉曼激光输出，以及阶次可控的多波长多频率级联布里渊激光输出。为克服传统粒子数反转激光器难以兼顾波长、功率和亮度的难题提供了新路径，有效拓宽了金刚石晶体的应用潜力。

　　香港科技大学物理系副教授杨森做《基于高性能钻石氮空位色心的量子精密测量》报告，近年来，宽禁带半导体中的色心成为了很有潜力的能够实现量子技术的物理体系。杨森副教授详细阐述了高性能钻石氮空位色心领域的研究进展，汇报总结香港科技大学在利用氮空位色心进行量子精密测量的工作以及研发的提高量子比特性质的新方法。

　　元素六亚洲战略业务总监秦景霞做《金因不完美而完美，元素六金刚石的量子世界》报告，具有氮空位中心的量子级金刚石，是一种固态量子材料，既易于设备集成，又能在常温下工作，可广泛用于量子计算、模拟、通信、传感和探测等众多技术应用。秦景霞总监首先介绍了元素六在量子金刚石材料的开发进展，随后分享讲解围绕量子金刚石对CVD生长炉的要求、量子金刚石材料性能的开发和挑战、量子金刚石的应用等内容。

　　论坛现场根据大会议程，明天将举办第七届国际碳材料大会培育钻石论坛，特别邀请Diamond Foundry大中华区总经理李杨等嘉宾分享精彩的报告，同时设置圆桌讨论环节，与会嘉宾们将围绕培育钻石如何真正可持续发展、产业链如何纵向整合，打造培育钻石生态圈、如何平衡供需关系等热点话题，分享观点、碰撞思维。