Новости ХПУ (текст Института Аэрокосмонавтики). В сотрудничестве с Гонконгским городским университетом, Массачусетским технологическим институтом и другими научными подразделениями наш ХПУ впервые продемонстрировал равномерную глубокую упругую деформацию массива микрокристаллических алмазов с помощью наномеханических методов. Это исследование подчеркивает огромный потенциал применения инженерии глубоких упругих деформаций в фотонике, электронике и квантовых информационных технологиях.Результаты исследования опубликованы как тема: «Достижениесверхбольшойоднородной эластичности при растяжении вмикрообработкеалмаза» (Achieving large uniform tensile elasticity in microfabricated diamond) на сайте Наука онлайн (Science online).Профессор Чжу Цзяци (Jiaqi Zhu) из команды академика Хань Цзицай (Jiecai Han) является одним из четырех соавторов-корреспондентов (Лу Ян , Ли Цзю, Чжу Цзяци, Alice Hu). Молодой преподаватель Дай Бин из команды академика Хань Цзицай (Jiecai Han) является одним из четырех первых авторов (Дан Чаоцюнь, Jyh-Pin Chou, Дай Бин и Chang-Ti Chou).Наш ХПУ – учреждениесоавторов-корреспондентов и первых авторов.
Алмаз имеет высокую твердость, является широкозонным проводником, показывает отличные преломление и дисперсию, прекрасный теплопроводник. Это один из основных материалов для применения в электронике,оптоэлектроники и квантовых чипов вэпоху «post-moore law». Самым большим техническим препятствием в настоящее время является реализация эффективности регулирования разрывов кристаллической решетки алмаза. Из-за своей компактной структуры алмаз обычно относят к легированию N-типа, что в настоящее время развивается медленно. Данное исследование показало, что, благодарярегулированию сверхбольшойупругой деформации, структура энергетических зон алмаза может быть фундаментально изменена, тем самым обеспечивая фундаментальные и прорывные решения для инженерии упругой деформации и применения монокристаллических алмазных устройств.В данном исследовании было доказано, что иглы из наноразмерного алмаза обладаютсверхбольшой упругойдеформацией, а локальная упругая деформация при растяжении достигает более 9%. Это говорит о том, что инженерия глубокой упругой деформации (ESE) приводит к очень высоким (> 5%) деформациям растяжения и сдвига в структуре алмаза. Однако вышеупомянутые попытки деформации часто ограничиваются изгибом в пределах небольшого объема образца, что приводит к неравномерному распределению деформации и результирующему полю высокой деформации, а это будет сильно локализовано. Реализация больших однородных упругих деформаций в образцах на уровне пластины и микронного размера для полного использования инженерии глубокой упругой деформации для крупномасштабной комплексной обработки алмазных устройств имеет большее научное и инженерное значение.
В данном исследовании монокристаллическая алмазная мостиковая структура длиной около 1 микрона и шириной около 100 нанометров была тщательно обработана вдоль направлений [100], [101] и [111] при комнатной температуре, а образцы были получены при одноосной растягивающей нагрузке. Однородная упругая деформация в пределах диапазона может быть рассчитана для достижения уменьшения ширины запрещенной зоны до 2 эВ для монокристаллического алмаза.
Командаакадемика Хань Цзецая и профессора Чжу Цзяци уже давно занимается исследованиями монокристаллических алмазов большого размера, разработкой новейших устройств и оборудования. При поддержке Государственной программы ключевых исследований и разработок, Государственного фонда естественных наук и других проектов, эта команда получила поэтапные результаты в области дюймового монокристаллического алмаза, алмазных устройств повышенной теплопроводности, солнечно-слепых УФ-детекторов, нуклидных батарей, которые эффективно поддерживают улучшение фундаментальных исследований ХПУ и основных инженерных исследований и разработок.
На фото: опубликованы результаты исследования
На фото: Испытание на растяжение при нагрузке и разгрузке в направлении [101]
На фото: Результаты статистического растяжения ориентированного алмаза [100], [101] и [111]
Ссылка на оригинал статьи:https://science.sciencemag.org/content/371/6524/76
