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記者25日從吉林大學(xué)獲悉，物理學(xué)院鄒廣田院士團(tuán)隊(duì)近日在大尺寸單晶金剛石制備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“臺階流調(diào)控技術(shù)”，并制備出2英寸（50×50mm2）單晶金剛石晶圓。這一突破標(biāo)志著我國在金剛石的自主制備技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵跨越，為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了重要技術(shù)支撐。相關(guān)成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《功能金剛石》。

金剛石憑借超高臨界電場強(qiáng)度、高載流子遷移率及高熱導(dǎo)率等卓越性能，被科研界譽(yù)為“終極半導(dǎo)體”材料，在功率電子、射頻器件及量子信息等前沿領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

2018年，年過八旬的鄒廣田院士率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)赴珠海，成立高壓與超硬材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分室，聚焦化學(xué)氣相沉積（CVD）金剛石的重大應(yīng)用研究。經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)在單晶金剛石生長工藝、高品質(zhì)控制及晶圓剝離等方面取得多項(xiàng)原創(chuàng)性突破。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)無邊緣多晶伴生穩(wěn)定生長的“單晶生長區(qū)”，揭示了“一致臺階流”對籽晶拼接縫平滑過渡的關(guān)鍵作用，這一發(fā)現(xiàn)有效簡化了制備工藝并大幅降低了生產(chǎn)成本。

在關(guān)鍵加工技術(shù)上，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的激光隱形切割技術(shù)成功剝離出厚度為350微米的自支撐單晶金剛石晶圓，其各項(xiàng)尺寸與結(jié)晶質(zhì)量均達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。目前，團(tuán)隊(duì)已建成國內(nèi)首臺30kW、2.45GHz微波等離子體化學(xué)氣相沉積金剛石生長設(shè)備，已成功生長出6英寸多晶金剛石膜，并具備批量制備1英寸單晶金剛石的能力。

隨著大尺寸單晶金剛石制備技術(shù)的進(jìn)步，該材料有望加速從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用，成為新一代功率電子、射頻器件和量子信息等領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略材料，其商業(yè)化進(jìn)程正迎來黃金發(fā)展期。