田永君院士团队再创奇迹：AM-III无定形碳材料超越金刚石

田永君院士团队再创奇迹：AM-III无定形碳材料超越金刚石

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近日，燕山大学田永君院士团队再次在超硬材料领域创造奇迹。继2024年4月在《National Science Review》发表关于AM-III无定形碳的研究后，团队又于2025年1月在Nature Synthesis发表重磅成果：成功合成硬度高达276 GPa的超细纳米孪晶金刚石块材，刷新了材料硬度的世界纪录。

这一突破性成果不仅展现了田永君院士团队在超硬材料领域的持续领跑地位，也标志着中国在这一前沿科技领域持续保持国际领先地位。

AM-III无定形碳是一种由燕山大学田永君院士团队研发的新型超硬材料，其制备方法独特且精妙。研究团队以富勒烯C60为原料，在25 GPa的高压环境下，通过精确控制温度条件（1000℃、1100℃和1200℃），成功实现了材料结构的转变。值得注意的是，当温度超过1300℃时，会形成纳米晶金刚石，而低于此温度则得到无定形碳。

这种新型材料展现出惊人的性能：维氏硬度高达约113 GPa，甚至可以划伤金刚石，强度与金刚石相当。更令人兴奋的是，AM-III具有1.5-2.2 eV的可调带隙，展现出优异的半导体性能，这在超硬材料中极为罕见。

通过XRD和拉曼光谱分析，研究团队发现AM-III中sp³键的比例最高可达72%，这一结构特征赋予了材料卓越的机械性能。与传统金刚石相比，AM-III不仅在硬度上实现突破，更兼具半导体特性，这为材料的应用开辟了全新的可能性。

AM-III无定形碳的出现，为多个高科技领域带来了新的希望。在机械加工领域，其超高的硬度和强度使其成为理想 的刀具材料；在半导体领域，其独特的半导体性质和可调带隙，使其在光伏器件、功率器件等领域具有广阔的应用前景；此外，其优异的耐磨性也使其在精密仪器、航空航天等领域的应用充满想象空间。

近年来，中国在超硬材料领域持续领跑。2024年，工信部、河南省、江苏省等各地政府部门高度重视超硬材料行业的发展，出台了一系列支持政策。特别是在出口管制方面，商务部两次发文加强对超硬材料等物项的出口管制，体现了中国在维护国家安全、履行国际义务方面的坚定立场。

同时，金刚石作为“终极半导体材料”的潜力正在逐步显现。华为、哈尔滨工业大学、北京大学、西安交通大学等相继在金刚石晶圆、导热散热领域取得重大突破，为金刚石在芯片衬底、热沉、电子封装等半导体行业的长远发展奠定了坚实的技术基础。

田永君院士团队的这一突破，不仅展现了中国在超硬材料领域的科研实力，更为相关产业的发展注入了新的动力。随着研究的深入和应用的拓展，AM-III无定形碳有望在更多领域发挥重要作用，为科技进步和产业升级做出贡献。