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鄭州大學利用新方法合成出高品相優(yōu)白級鉆石

關(guān)鍵詞 鄭州大學 , 單崇新 , 鉆石 , 盧英杰|2016-10-31 09:49:27|來源 科學網(wǎng)
摘要 鄭州大學單崇新教授團隊利用新方法合成的高品相優(yōu)白級鉆石日前,鄭州大學單崇新教授團隊盧英杰博士等人合成出質(zhì)量1.2克拉以上、顏色優(yōu)白級、凈度SI1級的高品相鉆石。據(jù)悉,鉆石是指經(jīng)過精...

鄭州大學單崇新教授團隊利用新方法合成的高品相優(yōu)白級鉆石
  日前,鄭州大學單崇新教授團隊盧英杰博士等人合成出質(zhì)量1.2克拉以上、顏色優(yōu)白級、凈度SI1級的高品相鉆石。
  據(jù)悉,鉆石是指經(jīng)過精加工的金剛石,地球上的天然鉆石是碳元素在地球深部高溫高壓的特殊條件下(地表以下100- 300千米,壓力5- 7百萬大氣壓,溫度1200- 1800攝氏度)以及一定含量及比率的鐵族金屬和石墨或碳條件下歷經(jīng)億萬年的“修煉”而成的,再遇有火山爆發(fā)或其它地質(zhì)運動被帶到地表附近。
  目前,地球上已探明的鉆石貯量約為25億克拉,但鉆石礦床的探尋往往耗資巨大,天然鉆石的開采不僅會耗費大量資源,還可能對地球生態(tài)環(huán)境造成不可挽回的破壞。
  同時,部分戰(zhàn)亂地區(qū)開采的鉆石獲得的利潤被投入到戰(zhàn)爭中,給當?shù)厝嗣駧砹松钪氐臑碾y。而合成鉆石可以在實驗室進行,不會破壞生態(tài),耗費能源有限,也沒有“血鉆”等道德原罪,是一個綠色的產(chǎn)業(yè)。因此,有人預計,人造鉆石將逐漸成為首飾市場的主流。
  另據(jù)悉,人們近年來發(fā)現(xiàn)金剛石除了具有天然材料最高硬度的性質(zhì)以外,還具有很大的禁帶寬度、已知天然材料最高熱導率、極高的擊穿電場、較大的載流子飽和遷移率等顯著特點,因此有望成為下一代電力電子器件的優(yōu)異候選材料。
  單崇新介紹說,目前金剛石合成的主流技術(shù)是高溫高壓法,但該方法在合成的過程中,往往會因為有氮或催化劑進入到金剛石中,導致雜質(zhì)較多, 在電力電子器件等方面的應用面臨障礙。
  為此,盧英杰等人經(jīng)過艱苦的探索,開發(fā)出化學氣相沉積方法合成金剛石單晶和克拉級鉆石的工藝。該工藝合成溫度不超過1000度,壓力不到一個大氣壓,同時在合成的過程中不使用催化劑,從而保證了合成金剛石的純度以及鉆石的顏色和凈度,有望用于珠寶首飾、微波及太赫茲窗口、高能粒子探測、以及電力電子器件等領(lǐng)域。
 

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