港大工程学者开发革命性的钻石制备技术

香港 -Media OutReach Newswire- 2024年12月20日 -由香港大学（港大）工程学院电机及电子工程学系的褚智勤副教授与机械工程系林原教授，联合南方科技大学深港微电子系李携曦助理教授及北京大学东莞光电研究院王琦教授的研究团队，成功开发突破性的方法，可大量制造超薄、超柔韧的钻石（金刚石）膜。 这些薄膜与现有的半导体制造技术兼容，原则上可以制成各种电子、光子、机械、声学和量子器件。

港大工程学者开发革命性的钻石制备技术

该团队提出的边缘暴露剥离法能够快速生产大尺寸的独立金刚石薄膜。 对比昂贵、耗时且受尺寸限制的传统技术，新技术可在10秒内生产出一个两英寸的金刚石晶圆，提供了前所未有的效率和规模化。

这种方法的关键优势在于可制造出表面超平坦的金刚石膜，对高精度微纳制造尤其重要。 同时，平坦的金刚石膜的巨大柔性能为下一代可穿戴电子和光子设备提供了新的可能性。 研究团队预期可广泛应用于电子、光子、机械、热力、声学，以至量子技术等领域。

褚智勤教授在总结时表示：“我们希望能促进这些高质量金刚石膜在不同领域的应用，并将这项尖端技术商业化，从而推出优质的金刚石薄膜产品，为业界树立新标准。 我们有意与学术以及产业伙伴合作，将这项革命性的产品推向市场，加速金刚石时代的到来。”

金刚石为全球公认的珍贵宝石，同时也是一种多功能的工程材料。 金刚石坚硬无匹，且在室温下的热传导性能无出其右，同时兼具极高的载流子迁移率，介电击穿强度，超宽的半导体禁带宽度以及从红外到深紫外的光学透明性。 这些特性使其成为制备高频高功率电子元件、先进光学元件，以及冷却高功率密度电子元件的理想材料，例如适用于处理器、半导体激光器和电动汽车的组件等。 然而，金刚石的惰性和坚硬的晶体结构为制造和量产带来了巨大的挑战，尤其在于生产超薄和独立的钻石薄膜。 这大大限制了它们的广泛使用。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08218-x

褚智勤教授简介

褚智勤教授于2008年7月和2012年7月在中国西北大学和香港中文大学获得物理学学士和博士学位。 在同组担任一年博士后研究员后，于 2014 年 4 月至 2016 年 9 月在德国斯图加特大学（The University of Stuttgart）进行博士后研究。 自2018年11月起，他在香港大学电机电子工程系（与生物医学科学学院合聘）担任助理教授，并于2024年11月晋升为终身副教授。 自加入香港大学以来，褚教授在《Nature》、《Nature Communications》和《Science Advances》等期刊发表了超过60篇经同行评审的文章，并申请了14项与钻石技术相关的专利。 褚教授曾获多个奖项，包括2023年加拿大国际发明创新大赛（iCAN）金奖、2023年iCAN十大最佳发明奖、2022年日内瓦发明评审日银奖及2024年日内瓦国际发明展金奖。

林原教授简介

林原教授在清华大学获得工程力学学士和硕士学位，随后在布朗大学获得应用数学硕士学位和固体力学博士学位。 他于 2008 年加入香港大学，现为机械工程系全职教授。 他在细胞/组织力学和功能材料力学方面的研究成果曾在《Nature》、《PNAS》、《Nature Communications》、《Science Advances》和《PRL》等顶尖期刊上发表。 林教授曾担任高登（Gordon Research Conference） 纳米机械界面研讨会议主席，并在许多国际会议上发表主题演讲。 作为PI或Co-PI，他已获得超过15项研究基金。 林教授目前担任香港理论及应用力学学会秘书长。