鑽石：不再僅僅只是珠寶

鑽石是一種由碳元素組成的單質晶體。鑽石美麗、稀有，是愛情和忠貞的象徵，代表永恆不破的愛情，是人們常用的珠寶。
在半導體行業中，矽在電子領域占據統治地位，但它的物理極限已接近尾聲。為了更有效地為電網、機車甚至電動汽車供電，科學家正在將鑽石作為超寬頻隙半導體。
鑽石被證明具有優異的載流子遷移率、擊穿電場和導熱率的能力，這是電力、電子設備最重要的特性。在開發用於生長高質量單晶的化學氣相沉積（CVD）工藝之後，這尤其令人期望。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究小組探索了這種人造鑽石的性能，這些鑽石的質量要高於天然鑽石。 LLNL物理學家Paulius Grivickas說：「在電子產品中，您希望儘可能從純凈的材料開始，以便將其模製成具有所需性能的設備。」如圖所示由合成化學氣相沉積鑽石製成的光電導開關正在測試中。
在光電導器件中，電導率和頻率響應的最佳組合是通過引入雜質來實現的，該雜質可控制載流子復合壽命。研究人員發現，在鑽石中，這種方法的一種廉價且簡便的替代方法是電子輻照，這種輻照是通過將晶格原子敲掉而產生復合缺陷的。
研究人員說：「我們對自己說，'讓我們把這種純凈的高質量CVD鑽石接受照射，看看我們是否可以調整載體的壽命。」 「最終，我們確定了哪種輻射缺陷決定了載流子的壽命，以及該缺陷在技術上相關的溫度下如何退火的理解。」
以此方式生產的光電導金剛石開關可用於例如電網中，以控制電流和電壓浪涌，從而使設備無法正常工作。研究人員表示，當前的矽開關體積大而笨重，但是基於鑽石的開關可以用適合指尖的設備完成同樣的事情。
該研究成果論文發表在最近的《應用物理通訊》上，搞研究還在能量輸送系統中得到了應用，該團隊證明了兆瓦級無線電頻率發電的可能性，這需要優化鑽石的高頻響應。