日前，香港大學工程學院電機及電子工程學系的褚智勤副教授與機械工程系林原教授，聯合來自南方科技大學及北京大學東莞光電研究院的研究團隊，成功開發突破性的方法，可快速大量制造超薄、超柔韌的鉆石薄膜。這項重要成果以“Scalable production of ultraflat and ultraflexible diamond membrane”為題發表在自然（nature）期刊。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08218-x

晶圓級金剛石薄膜剝離

金剛石的特性本文不做贅述，其聲、光、電、熱等領域的突出能力使其具有廣泛和深度應用潛力，但主要受限于其批量制備技術而無法實現。回到本次成果，研究人員受到膠帶剝離石墨烯的啟發，展示了一種通過單步暴露邊緣剝離法來制備和轉移晶圓級超平整、超柔性鉆石膜的可行方案——利用3M膠帶和自制的精密控制剝離速度和角度的裝置，研究者成功將直徑2英寸的鉆石膜從其硅基生長基底上分離。

新工藝可以在10秒內制造出2英寸的晶圓片,提供無與倫比的效率和可擴展性，適用于任何厚度和尺寸的膜（粗糙度小于1nm）。且膜的性能接近單晶金剛石，光學特性（450納米波長下折射率約為2.36）、熱導率（約1,300Wm^-1K^-1）和電阻率（約1010Ω）。

超柔韌薄膜展示

對于厘米級樣品，膜的最大變形（約4%應變）實現了宏觀尺度上的彈性應變工程，為下一代基于鉆石的電子學（例如場效應晶體管、p–n結二極管）、光子學（例如拉曼激光器、紫外探測器、平面光子器件，包括超透鏡和超表面、光子結構包括環形諧振器和腔體諧振器、波導、納米柱）、力學（例如機械懸臂梁、微機電系統設備）、熱學（例如片上熱擴散器）、聲學（例如表面聲波濾波器、平面聲學超材料）以及量子技術（例如可擴展且可定制的設備）打開了新的應用前景。

編譯整理 YUXI