通識下，金剛石無疑屬于非金屬材料的一種，它硬度極高，并且絕緣和導(dǎo)熱性好。但麻省理工和南洋理工的研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種可控方式，納米金剛石可以從絕緣體、半導(dǎo)體，甚至導(dǎo)電性一直拔高到高導(dǎo)電金屬的水平，并且這種變化可以是在不損耗金剛石材料的前提下可逆進行！
納米金剛石針頭應(yīng)力變形誘因下導(dǎo)電示意圖
據(jù)稱，該項研究雖然處于初期階段，但卻可能將金剛石材料的應(yīng)用領(lǐng)域極大地拓展到新型寬帶太陽能電池、高效LED、電力電子、新型光學(xué)器件以及量子傳感器等新興高端市場。
彎曲實驗中變形納米針的掃描電鏡照片，以及應(yīng)力和帶隙變化預(yù)測示意圖
金剛石作為優(yōu)秀的絕緣體，歸功于其5.6eV的超寬帶隙。簡單解釋，就是材料中的電子要想形成電流，需要提供大量的能量才可以激活。而帶隙小的話，電流就更容易形成。研究人員了解到，通過彈性變形金剛石納米針頭，可以縮小這種帶隙。他們通過彎曲鉆石探針來實現(xiàn)這一點。實驗證明，當(dāng)金剛石納米針頭上的應(yīng)變量增加時，其估計的帶隙會縮小，這表明其具有更高的導(dǎo)電性，而在針頭斷裂前，這種帶隙就可以完全消失。
論文地址：https://www.pnas.org/content/117/40/24634
編譯 YUXI
作者：粉體圈
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