人類一直希望將培育鉆石用在各種工業(yè)用途。到現(xiàn)在為止只是利用HPHT生長出的小顆粒金剛石磨料的硬度,作為超硬材料,做成各種磨具,用在研磨拋光。但是在聲光化電熱這些方面,需要大面積的單晶鉆石片狀的材料,還在研發(fā)中,沒有真正使用上。
最早是幾十年前用CVD方式生長成多晶金剛石片或金剛石膜,因?yàn)楸砻媸谴植诘亩嗑ЫY(jié)構(gòu),拋光困難,所以一直未能大量應(yīng)用。大約在2000年以后,用新的方式開始生長單晶鉆石,單晶CVD培育鉆石是在扁平片狀晶種片向上生長,可以做較大面積,但是它的成本太高,無法大量生產(chǎn),以足夠低的價(jià)位在民間工業(yè)界應(yīng)用。所以到目前為止還沒有真正大量使用。
▲ 單晶金剛石拼接晶圓
我們在研究的方向:
含硼CVD多晶膜、片用作水處理的電極,作為凈水處理,消除水中有機(jī)生物、重金屬,貴金屬尾礦提純,海水淡化、提煉海水中有價(jià)值金屬,將水分解成氫和氧,增加電壓可分解出多量的氘、氚,可作為核融合的原料。
金剛石均熱板,在大功率芯片、電子器件散熱有極大需求,但現(xiàn)在價(jià)格太高,只有軍工產(chǎn)品才有少量需求,必須將價(jià)格降低到現(xiàn)在價(jià)格的1/10,民間產(chǎn)品才用得起。
金剛石LED超短波PN結(jié)發(fā)光,金剛石晶圓上生長金剛石正、負(fù)極半導(dǎo)體,產(chǎn)生215nm之LED發(fā)光,用作超高功率LED發(fā)光、制作殺菌工具、超強(qiáng)激光用于切割工具、遠(yuǎn)距離擊殺武器,制作半導(dǎo)體工業(yè)最關(guān)鍵的光刻機(jī)光源。
金剛石晶圓拼接方式制作CVD大面積單晶晶圓,作為LED、半導(dǎo)體芯片襯底,可完全解決散熱問題及利用金剛石的多項(xiàng)超級優(yōu)秀的物理化學(xué)性能,將使人類半導(dǎo)體業(yè)邁入終極第四代晶圓材料,解決人類運(yùn)用硅晶圓已達(dá)極限的困擾。
CVD鉆石在工業(yè)上的民間用途,在這幾年內(nèi)將逐漸開發(fā)成熟,需求量將為首飾鉆石十~百倍的份額。培育鉆石,尤其是CVD培育鉆石,現(xiàn)在是一個(gè)正在成熟中的朝陽企業(yè),未來在首飾鉆石及工業(yè)的散熱、半導(dǎo)體、高端電子、汽車自動駕駛、量子計(jì)算機(jī)、高端激光…均有極大的發(fā)展空間,會是一個(gè)新紀(jì)元的開始,將持續(xù)百年以上。