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    每日科技名詞|金剛石

    放大字體  縮小字體 發布日期:2021-03-26  來源:全國科學技術名詞審定委員會  瀏覽次數:42
    核心提示:金剛石diamond定義:碳元素的單質同素異構體之一,為面心立方結構,每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正
     金剛石

    diamond

    定義:碳元素的單質同素異構體之一,為面心立方結構,每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體,是典型的原子晶體。具有超硬、耐磨、熱傳導、半導體等優異的物理性能。

    學科:材料科學技術_天然材料 _礦物

    相關名詞:石墨 石墨烯 富勒烯

    圖片來源:視覺中國

    【延伸閱讀】

    金剛石按質量和用途,分為寶石級金剛石和工業金剛石。寶石級金剛石就是我們熟知的鉆石,是珍貴、稀有、璀璨奪目的寶石之一。金剛石集眾多優良性質于一身,例如極高的硬度(摩斯硬度為10)、超高的熱導率(室溫熱導率可達3200 W/m•K)、大禁帶寬度(5.45eV)和極高的載流子遷移率(電子遷移率可達4500cm2·V-1·s-1)等。


    金剛石結構圖

    金剛石根據其來源可分為天然金剛石與人造金剛石,根據材料品質及用途又可分為工具級、熱學級、光學級和電子級等四個級別。工具級金剛石在超精密加工、宇航、鉆探、超高壓物理等領域具有極高的應用價值;熱學級金剛石則憑借其超高的熱導率和絕緣性成為衛星熱沉材料、芯片散熱領域中的新秀;光學級金剛石擁有從紫外波段到遠紅外波段乃至微波的超寬透過波段,因而成為高功率激光、微波裝備及大通量光源的理想窗口材料;電子級金剛石被譽為 “終極半導體”材料,在航空航天、人工智能、5G等尖端科技領域具有極為重要的戰略意義。此外,金剛石“色心”在量子計算和量子通信領域的應用,以及“深彈性金剛石”的研發,正引領著金剛石材料前沿科學的發展。

    “金剛”一詞原為佛教術語,而“金剛石”一詞在我國歷史中可追溯至東晉萬震所著的《南州異物志》,其中有“金剛,石也,其狀如珠,堅利無疋”的記載,這表明古人已明曉其堅不可摧的特性,并視為珍寶。隨著人類科學技術的進步,尤其是人造金剛石技術的日趨成熟,金剛石這一古老的晶體材料又因其優異的性能而煥發出新的生機,不斷被發掘出新的應用價值。

    目前,我國的人造金剛石產業規模位居世界前列,國內相關研究團隊正采用化學氣相沉積法(CVD)朝著制備英寸級大小、厘米級厚度、電子級品質的大單晶不斷努力,并引領金剛石生長設備研發、生長加工、器件應用等相關產業的升級與轉型,向世界領先水平邁進。(哈爾濱工業大學教授、博導朱嘉琦)


     
     
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