金剛石作為一種獨特的材料，具有高硬度、高耐磨性、高熱導(dǎo)率和低膨脹系數(shù)等優(yōu)異物理化學(xué)性能，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，金剛石的前沿應(yīng)用正在不斷拓展，市場空間持續(xù)擴(kuò)容。2023年11月2日，為進(jìn)一步探索金剛石前沿應(yīng)用的新機(jī)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?？鐕少彆怪行某晒εe辦。

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

       哈爾濱工業(yè)大學(xué)朱嘉琦教授做《高品質(zhì)金剛石單晶生長、器件及其裝備技術(shù)》報告，朱嘉琦教授詳細(xì)闡述了高品質(zhì)金剛石單晶研究背景及科學(xué)技術(shù)問題，列舉分析晶圓用MPCVD裝備技術(shù)、金剛石半導(dǎo)體材料技術(shù)、高性能同位素電池技術(shù)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(jìn)一步拓展推廣金剛石功能應(yīng)用等展望。

       江南大學(xué)敖金平教授做《金剛石光電探測器》報告，金剛石半導(dǎo)體具有寬禁帶、高抗輻射強(qiáng)度、高載流子遷移率、高化學(xué)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(dǎo)體，導(dǎo)致其對日盲紫外光的響應(yīng)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(yīng)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(xué)陸洋教授做《應(yīng)變金剛石在半導(dǎo)體和光電子領(lǐng)域的應(yīng)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(qiáng)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(yīng)變，初步驗證了深度彈性應(yīng)變能有效調(diào)控和優(yōu)化金剛石的電子能帶結(jié)構(gòu)，為未來推動金剛石在微電子、光電和量子信息技術(shù)中的應(yīng)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(yīng)用》報告，白立輝首先分享德潤斯通過激光合成技術(shù)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(jìn)一步處理可獲得多種溶劑或添加劑，便于不同工藝技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。緊接著詳細(xì)介紹了高純度納米金剛石在MPCVD 涂層、精細(xì)拋光、潤滑、涂料、生物醫(yī)學(xué)、電子熱管理等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用、應(yīng)用優(yōu)勢，并針對不同適用產(chǎn)品舉例分析。

       電子科技大學(xué)徐躍杭教授（段永鑫博士代講）做《金剛石半導(dǎo)體器件中的取向極化效應(yīng)》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(lǐng)域中展現(xiàn)出較好的應(yīng)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(yīng)晶體管輸出特性不穩(wěn)定的現(xiàn)象，提出了取向極化效應(yīng)概念，揭示了導(dǎo)致輸出特性不穩(wěn)定的機(jī)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(xué)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(qiáng)導(dǎo)熱材料技術(shù)研究》報告，葉之杰博士以金剛石超高熱導(dǎo)率為牽引，研究先進(jìn)金剛石鍵合技術(shù)，有效降低熱導(dǎo)率，為金剛石電子封裝應(yīng)用提供材料技術(shù)基礎(chǔ)。以金剛石增強(qiáng)導(dǎo)熱為核心，開發(fā)出導(dǎo)熱墊、導(dǎo)熱紙、導(dǎo)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(jī)理進(jìn)行了科學(xué)性分析。

       中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)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(yīng)用研究》報告，首先回顧 PCD 高溫高壓制備發(fā)展歷程、燒結(jié)工藝及機(jī)理研究，然后針對燒結(jié)過程金剛石-金剛石（Diamond-diamond）成鍵機(jī)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(dǎo)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(yīng)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(jié)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)模擬論證，模擬結(jié)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(guān)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(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)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(yīng)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(zhì)量的金剛石薄膜。研究結(jié)果表明，金剛石薄膜的沉積能夠有效提升激光晶體的熱學(xué)性能，同時典型的CVD 生長環(huán)境對激光晶體光學(xué)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(xué)教授、先進(jìn)激光技術(shù)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(zhì)，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(zhuǎn)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(yīng)用潛力。

       香港科技大學(xué)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(dǎo)體中的色心成為了很有潛力的能夠?qū)崿F(xiàn)量子技術(shù)的物理體系。楊森副教授詳細(xì)闡述了高性能鉆石氮空位色心領(lǐng)域的研究進(jìn)展，匯報總結(jié)香港科技大學(xué)在利用氮空位色心進(jìn)行量子精密測量的工作以及研發(fā)的提高量子比特性質(zhì)的新方法。

       元素六亞洲戰(zhàn)略業(yè)務(wù)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(shè)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(shù)應(yīng)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(jìn)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(yīng)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(shè)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(guān)系等熱點話題，分享觀點、碰撞思維。

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