用胶带“撕”出超薄金刚石膜

用胶带“撕”出超薄金刚石膜

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科学网

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https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2025/1/382680.shtm

香港大学等机构的研究团队开发出一种创新的超薄金刚石膜制备方法。他们通过胶带剥离技术，成功制备出大面积、超薄、超平且超柔性的金刚石膜，为电子产品的制造开辟了新的可能性。

柔软、轻薄的钻石膜。研究团队供图

金刚石，又称钻石，具有不同寻常的电子特性。它既是一种良好的绝缘体，又可以让具有一定能量的电子以很小的阻力移动，成为制造电子产品的优质材料。不过，生产大量的超薄金刚石膜仍面临挑战。

近日，香港大学副教授褚智勤、教授林原与南方科技大学助理教授李携曦、北京大学教授王琦合作，利用胶带对金刚石进行边缘剥离，生产超薄多晶金刚石膜。相关研究成果发表于《自然》。

研究人员首先使用微波等离子体化学气相沉积（CVD）在硅衬底上生长金刚石膜，然后将胶带粘在金刚石顶部表面并沿界面剥离，这样可以将完整的2英寸金刚石膜剥离并保持其结构完整性。

他们发现，这种方法剥离的金刚石片非常薄，不到一微米，比人的头发丝还要纤细，而且足够光滑，可以用于硅芯片的蚀刻技术。

据介绍，该方法能够大规模生产大面积（2英寸晶圆）、超薄（亚微米厚度）、超平（亚纳米表面粗糙度）和超柔性（360°可弯曲）的金刚石膜。这些高质量的膜具有平坦的可加工表面，支持标准的微制造技术，其超柔性特性允许直接用于变形传感应用，而此前那些厚重的膜则无法实现该应用。

“这不由得让人想起石墨烯的早期研究，当时使用透明胶带从石墨中生产出第一层石墨烯。我从来没想过这种方法还可以用于金刚石。”英国华威大学的Julie Macpherson说。

“这种新的剥离方法将成为多种设备设计和实验方法的推动者。”剑桥大学的Mete Atatüre说。

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