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       金刚石是一种有效的电绝缘体，但根据麻省理工学院和新加坡南洋理工大学（NTU）的一项新研究，情况可能并不总是如此。该研究小组计算出，使金刚石纳米针变形，会使其导电性从绝缘体变为半导体，再变为高导电性金属，然后再随意变回来。
       材料的应变似乎是各行各业通常想要避免的东西，但在某些情况下，它可以使材料变得更好。例如，经过应变的硅可以让电子更容易地穿过它，使晶体管的开关速度提高35%，但是实现这一切关键是要施加足够的应变来影响晶体晶格中原子的排列，但又不能太大，以至于晶格本身被破坏。
       电子在材料中移动的难易程度是以材料的”带隙”（bandgap）来衡量的，带隙越大，电子越难通过。在5.6电子福特（eV）下，钻石通常具有超宽的带隙，使其成为一个绝缘体。但在新的研究中，研究人员发现了一种使金刚石应变以改变其带隙的方法。
       研究小组利用量子力学和机械变形的计算机模拟，发现可以用金刚石探针将金刚石纳米针弯曲成不同程度的应变。施加的应变越大，带隙就越窄，直到在针会断裂的前一刻完全消失。在这一点上，金刚石完成了 “金属化”，转化成了一种优良的导电体。

左上：纳米针被弯曲的电子显微镜图像；右图：电子显微镜下纳米针被弯曲的图像

       “我们发现，可以将带隙从5.6电子伏特一直降低到0，”该研究的对应作者Ju Li说。”如果能从5.6电子伏特连续变化到0电子伏特，那么就能覆盖所有的带隙范围。通过应变工程，可以让金刚石拥有硅的带隙，这是应用最广泛的半导体或氮化镓带隙，同时又被普遍用于LED中。甚至可以让它成为红外探测器，或探测从红外线到光谱中的紫外线部分的整个范围的光。”
       该团队表示，新技术可能会带来一系列令人感兴趣的应用。例如可以使太阳能电池能够在单个设备上捕获更广泛的光频率，这项工作目前需要不同材料的堆叠。这项技术还可以制造新型的量子探测器和传感器。

       金刚石以其优异的性能在高端制造业如精密工具、耐磨零件、光学元件涂层、电子产品配件加工等领域有广泛应用。此外金刚石不光是“工业牙齿”，还是“终极半导体”， 以金刚石为代表的第三代宽禁带半导体及器件是未来集成电路，信息时代发展的基础，在生物检测和医疗、平板显示、环保工程、功能器件等多个高新技术领域都有巨大的应用潜力。                                         

       基于此，2020年11月18-20日，由中国超硬材料网&DT新材料主办的第五届国际碳材料大会暨产业展览会——金刚石论坛将在上海跨国采购会展中心拉开帷幕。届时，金刚石论坛将设超宽禁带半导体及功能器件分论坛，围绕金刚石在半导体器件、5G通信、导热散热等领域的创新应用为议题，邀请行业大咖、专家学者、企业代表探讨交流，开启金刚石半导体及功能器件应用新时代。

       超宽禁带半导体及功能器件分论坛

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