金剛石作為一種獨特的材料，具有高硬度、高耐磨性、高熱導率和低膨脹系數(shù)等優(yōu)異物理化學性能，隨著技術的進步和市場需求的增長，金剛石的前沿應用正在不斷拓展，市場空間持續(xù)擴容。2023年11月2日，為進一步探索金剛石前沿應用的新機遇和新挑戰(zhàn)，由DT新材料、中國超硬材料網(wǎng)主辦的第七屆國際碳材料大會金剛石前沿論壇在上海跨國采購會展中心成功舉辦。

       本次金剛石前沿論壇匯聚了金剛石領域的頂級專家、學者和企業(yè)代表，他們分別從金剛石的基礎研究、應用研究、市場趨勢等方面進行了深入探討和交流。

       哈爾濱工業(yè)大學朱嘉琦教授做《高品質金剛石單晶生長、器件及其裝備技術》報告，朱嘉琦教授詳細闡述了高品質金剛石單晶研究背景及科學技術問題，列舉分析晶圓用MPCVD裝備技術、金剛石半導體材料技術、高性能同位素電池技術等內(nèi)容，并提出研制30kW-100kW級高效率穩(wěn)定固態(tài)微波源，熟化915MHz晶圓級金剛石生長裝備，突破晶圓級大尺寸單晶金剛石生長工藝、進一步拓展推廣金剛石功能應用等展望。

       江南大學敖金平教授做《金剛石光電探測器》報告，金剛石半導體具有寬禁帶、高抗輻射強度、高載流子遷移率、高化學穩(wěn)定性，是日盲紫外探測器的最佳候選材料之一。然而，由于金剛石材料是間接帶隙半導體，導致其對日盲紫外光的響應度較低。敖金平教授針對上述問題，圍繞金剛石光電探測器響應度提升及性能優(yōu)化開展了一系列研究，并展示取得的一些成果。

       香港大學陸洋教授做《應變金剛石在半導體和光電子領域的應用》報告，陸洋教授首先展示了單晶金剛石在微納尺度下可實現(xiàn)接近理論極限的強度以及超大彎曲彈性變形，并通過原位拉伸首次實現(xiàn)了整體均勻、接近10%的深度彈性應變，初步驗證了深度彈性應變能有效調控和優(yōu)化金剛石的電子能帶結構，為未來推動金剛石在微電子、光電和量子信息技術中的應用展現(xiàn)出潛力。

       德潤斯合金科技（江蘇）有限公司總經(jīng)理白立輝做《高純納米金剛石的創(chuàng)新應用》報告，白立輝首先分享德潤斯通過激光合成技術生產(chǎn)的納米金剛石粉末具有純度高、均勻性好等特點，且通過進一步處理可獲得多種溶劑或添加劑，便于不同工藝技術領域的應用需求。緊接著詳細介紹了高純度納米金剛石在MPCVD 涂層、精細拋光、潤滑、涂料、生物醫(yī)學、電子熱管理等領域的創(chuàng)新應用、應用優(yōu)勢，并針對不同適用產(chǎn)品舉例分析。

       電子科技大學徐躍杭教授（段永鑫博士代講）做《金剛石半導體器件中的取向極化效應》報告。氫終端金剛石器件的截止頻率、輸出電流和輸出功率最高，在微波功率、電力電子領域中展現(xiàn)出較好的應用潛力。然而氫終端金剛石器件存在直流、脈沖輸出特性不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)。段永鑫博士針對氫終端金剛石場效應晶體管輸出特性不穩(wěn)定的現(xiàn)象，提出了取向極化效應概念，揭示了導致輸出特性不穩(wěn)定的機理，并提出一種長脈沖邊沿的測試方法得到穩(wěn)定的輸出特性。

       哈爾濱工業(yè)大學曹文鑫助理教授（葉之杰博士代講）做《電子封裝用金剛石增強導熱材料技術研究》報告，葉之杰博士以金剛石超高熱導率為牽引，研究先進金剛石鍵合技術，有效降低熱導率，為金剛石電子封裝應用提供材料技術基礎。以金剛石增強導熱為核心，開發(fā)出導熱墊、導熱紙、導熱絕緣膠、金屬鍵合等系列熱界面材料產(chǎn)品，大幅降低界面熱阻，有效改善了發(fā)熱體與熱沉之間連接，并對其后面機理進行了科學性分析。

       中國科學院寧波材料技術與工程研究所教授級正高工鄧麗芬做《聚晶金剛石(PCD）的制備與應用研究》報告，首先回顧 PCD 高溫高壓制備發(fā)展歷程、燒結工藝及機理研究，然后針對燒結過程金剛石-金剛石（Diamond-diamond）成鍵機理展開討論。最后著重介紹具有長徑比的針狀金剛石、HPHT制備的低價超高導熱 PCD、一體化制備異形PCD刀具等3種新型金剛石產(chǎn)品的制備與應用。

       蘇州思體爾軟件科技有限公司副總經(jīng)理付昊做《Effect of Holder Design on Diamond Growth Profile in Conventional MPCVD Reactor》報告，付昊通過數(shù)值模擬來展示金剛石晶體的生長速率和形狀，解析金剛石晶體生長的時間演變過程，并結合哈爾濱工業(yè)大學等高校的文獻數(shù)據(jù)模擬論證，模擬結果表明凹穴的幾何形狀是決定金剛石生長速度和晶體形狀的關鍵因素之一，為改善MPCVD工藝性能提供了一種創(chuàng)新的解決方案。

       中國科學院上海光學精密機械研究所杭寅研究員（趙呈春副研究員代講）做《金剛石在固體激光器熱管理中的應用研究》報告，提出了一種固體激光器熱管理的新方案，即在激光晶體表面直接沉積金剛石并制備了一系列連續(xù)、高質量的金剛石薄膜。研究結果表明，金剛石薄膜的沉積能夠有效提升激光晶體的熱學性能，同時典型的CVD 生長環(huán)境對激光晶體光學性能的影響很小，滿足固體激光器熱管理的需求。

       河北工業(yè)大學教授、先進激光技術研究中心副主任白振旭（丁潔副教授代講）做《朝著更高功率、更高亮度和多波長發(fā)展的金剛石激光器》報告，丁潔副教授以金剛石晶體作為非線性增益介質，實現(xiàn)了最高單脈沖能量的晶體拉曼激光輸出，以及階次可控的多波長多頻率級聯(lián)布里淵激光輸出。為克服傳統(tǒng)粒子數(shù)反轉激光器難以兼顧波長、功率和亮度的難題提供了新路徑，有效拓寬了金剛石晶體的應用潛力。

       香港科技大學物理系副教授楊森做《基于高性能鉆石氮空位色心的量子精密測量》報告，近年來，寬禁帶半導體中的色心成為了很有潛力的能夠實現(xiàn)量子技術的物理體系。楊森副教授詳細闡述了高性能鉆石氮空位色心領域的研究進展，匯報總結香港科技大學在利用氮空位色心進行量子精密測量的工作以及研發(fā)的提高量子比特性質的新方法。

       元素六亞洲戰(zhàn)略業(yè)務總監(jiān)秦景霞做《金因不完美而完美，元素六金剛石的量子世界》報告，具有氮空位中心的量子級金剛石，是一種固態(tài)量子材料，既易于設備集成，又能在常溫下工作，可廣泛用于量子計算、模擬、通信、傳感和探測等眾多技術應用。秦景霞總監(jiān)首先介紹了元素六在量子金剛石材料的開發(fā)進展，隨后分享講解圍繞量子金剛石對CVD 生長爐的要求、量子金剛石材料性能的開發(fā)和挑戰(zhàn)、量子金剛石的應用等內(nèi)容。

       論壇現(xiàn)場根據(jù)大會議程，明天將舉辦第七屆國際碳材料大會培育鉆石論壇，特別邀請Diamond Foundry大中華區(qū)總經(jīng)理李楊等嘉賓分享精彩的報告，同時設置圓桌討論環(huán)節(jié)，與會嘉賓們將圍繞培育鉆石如何真正可持續(xù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈如何縱向整合，打造培育鉆石生態(tài)圈、如何平衡供需關系等熱點話題，分享觀點、碰撞思維。

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