金剛石有望成為終極半導體材料

近日，日本佐賀大學教授嘉數(shù)教授與精密零部件制造商日本Orbray合作開發(fā)出了用金剛石制成的功率半導體，并以1平方厘米875兆瓦（87.5萬千瓦）的功率運行。

該功率半導體在已有的金剛石半導體中，輸出功率值為全球最高，在所有半導體中也僅次于氮化鎵產品的約2090兆瓦。

與作為新一代功率半導體的碳化硅(SiC)產品和氮化鎵(GaN)產品相比，金剛石半導體耐高電壓等性能更出色，電力損耗被認為可減少到硅制產品的五萬分之一，同時耐熱性和抗輻射性也很強，因而被稱為終極功率半導體”。

金剛石帶隙寬度高達5.5eV，遠超氮化鎵、碳化硅等材料，載流子遷移率也是硅材料的3倍，在室溫下本征載流子濃度極低，且具備優(yōu)異的耐高溫屬性。 ? 當前，金剛石在半導體領域的應用越來越廣泛，全球各國都在加緊金剛石在半導體領域的研制工作，其中日本已成功研發(fā)超高純2英寸金剛石晶圓量產方法，其存儲能力相當于10億張藍光光盤（約為2500萬TB）。 ? ?

全球天然金剛石年產量約為1.5億克拉，而人造金剛石產量則超過200億克拉，其中95%產量來自于中國大陸。

編輯：黃飛

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氮化鎵(114708) 氮化鎵(114708)
金剛石(9242) 金剛石(9242)
功率半導體(42383) 功率半導體(42383)
碳化硅(47293) 碳化硅(47293)

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來自哈爾濱工業(yè)大學的韓杰才院士團隊，與香港城市大學、麻省理工學院等單位合作，在金剛石單晶領域取得重大科研突破。該項研究成果現(xiàn)已通過 “微納金剛石單晶的超大均勻拉伸彈性”為題在線發(fā)表于國際著名

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金剛石晶格約束下二維固態(tài)氦盤的晶體結構介紹

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金剛石半導體應用與優(yōu)缺點

金剛石半導體是指將人造金剛石用作半導體材料的技術和產物。由于金剛石具有極高的熱導率、電絕緣性、硬度和化學穩(wěn)定性，因此金剛石半導體可以用于制造高功率、高頻率和高溫環(huán)境下工作的電子器件，例如微波器件、功率放大器和高速晶體管等。

2023-02-14 14:04:22

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金剛石半導體的特點金剛石半導體的應用市場

　　金剛石半導體是一種由金剛石構成的半導體材料，它具有較高的熱穩(wěn)定性、較高的電磁屏蔽性能和較高的耐腐蝕性，可以用于制造電子器件，如晶體管等。

2023-02-16 16:03:37

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下一代高頻高功率電子器件——金剛石半導體

金剛石是一種“終極材料”，在硬度、聲速、熱導率、楊氏模量等方面具有所有材料中最好的物理性能；其他性能包括從紫外線到紅外線的寬波長光譜的透射率、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性以及可控的電阻和導電性。這些特性使金剛石可用于各種應用，如散熱器、加工工具、光學元件、音頻元件和半導體。

2023-05-23 12:41:38

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“金剛石半導體”中隱藏的可能性

金剛石半導體具有優(yōu)異的特性，作為功率器件材料備受期待。

2023-06-05 18:17:27

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金剛石半導體，全球首創(chuàng)

與傳統(tǒng)上用于半導體的硅和其他材料相比，金剛石可以承受更高的電壓，可以以更高的速度和頻率運行，并且可以用于外層空間等高輻射環(huán)境。金剛石半導體作為下一代功率半導體的發(fā)展勢頭強勁。

2023-06-12 15:17:51

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人造金剛石磨料的劃切機理

前言切割刀片是由人造金剛石顆粒和結合劑組成，在劃片設備空氣主軸高速旋轉下，針對某些材料進行切斷、開槽等加工，具有精度高、穩(wěn)定性好、效率高等特點。人造金剛石顆粒帶有單獨磨削能力，是起主要切削作用的磨料

2021-11-15 18:32:07

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人民日報頭版頭條@金剛石量子計算教學機

《人民日報》頭版頭條刊發(fā)文章《科學裝置陸續(xù)開建新興產業(yè)培育壯大合肥科技創(chuàng)新動力足》報道合肥市推動科技創(chuàng)新的做法和成就，其中的“首臺金剛石量子計算教學儀器”正是由國儀量子自主研發(fā)的金剛石量子計算教學

2022-07-21 15:20:13

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金剛石薄膜熱導率測量的難點和TDTR解決方案

金剛石從4000年前，印度首次開采以來，金剛石就在人類歷史上一直扮演著比其他材料引人注意的角色。幾個世紀以來，誠勿論加之其因稀缺而作為財富和聲望象征屬性。單就一系列非凡的物理特性，例如：已知最硬

2022-08-04 11:49:03

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制造等離子納米金剛石

近日，Nano Letters（《納米快報》）在線發(fā)表武漢大學高等研究院梁樂課題組和約翰霍普金斯大學Ishan Barman課題組關于高效構建等離子增強NV色心的納米器件研究進展，他們利用自下向上的DNA自組裝方法開發(fā)了一種混合型獨立式等離子體納米金剛石

2023-06-26 17:04:52

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基于金剛石優(yōu)異內在特性的光子學應用

? 人造鉆石生產的進步，使新的光子學技術成為了可能，但這些新技術在服務量子應用方面仍然存在許多挑戰(zhàn)。過去十余年中，受到一系列關鍵技術趨勢和市場需求的推動，許多利用金剛石特殊物理特性的商用、新興光子

2023-06-28 11:03:25

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異質外延單晶金剛石及其相關電子器件的研究進展

金剛石異質外延已發(fā)展 30 年有余,而基于 Ir 襯底的大面積、高質量的異質外延單晶金剛石已取得較大進展。本文主要從關于異質外延單晶金剛石及其電子器件兩個方面對異質外延單晶金剛石的發(fā)展進行了闡述。

2023-07-12 15:22:23

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金剛石大尺寸晶圓屢創(chuàng)紀錄加速我國半導體行業(yè)“彎道超車”

金剛石、氧化鎵、氮化鋁等具有更寬的禁帶寬度，被稱為超寬禁帶半導體，未來有可能用來制造具有更低電阻、更高工作功率、更高耐溫能力的功率器件，因此研發(fā)熱度一直不減。

2023-07-19 09:56:09

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金剛石基GaN問世化合物半導體行業(yè)進入第三波材料技術浪潮

材料往往因特定優(yōu)勢而聞名。金剛石正因為在室溫下具有最高的熱導率(2000W/m.K)，兼具帶隙寬、擊穿場強高、載流子遷移率高、耐高溫、抗酸堿、抗腐蝕、抗輻照等優(yōu)越性能，而在高功率、高頻、高溫領域有至關重要的應用。金剛石，已被認為是目前最有發(fā)展前途的寬禁帶半導體材料之一。

2023-07-19 10:29:54

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表面終端金剛石場效應晶體管的研究

金剛石不僅具有包括最高的硬度、極高的熱導率、達5.5eV的寬帶隙、極高的擊穿電場和高固有載流子遷移率等多種卓越性質

2023-07-25 09:30:44

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從碳到能源：納米金剛石如何增強能量儲存？

在材料科學領域，金剛石因其絢麗的外形和卓越的物理特性而長期占據(jù)主導地位。它們無與倫比的硬度和導熱性，加上優(yōu)異的電絕緣性能，開辟了眾多工業(yè)應用。

2023-07-26 10:15:09

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新型金剛石半導體

基于業(yè)界長期的研發(fā)活動，如今金剛石半導體已經(jīng)開始逐步邁向實用化。但要真正普及推廣金剛石半導體的應用，依然需要花費很長的時間，不過已經(jīng)有報道指出，最快在數(shù)年內，將會出現(xiàn)金剛石材質的半導體試用樣品。業(yè)界對金剛石半導體的關注程度越高，越易于匯集優(yōu)勢資源、加速研發(fā)速度。

2023-07-31 14:34:08

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新型激光技術讓金剛石半導體又近了一步

金剛石對于半導體行業(yè)來說是一種很有前景的材料，但將其切成薄片具有挑戰(zhàn)性。

2023-08-02 11:07:16

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金剛石基光電探測及激光器應用研究

金剛石具有優(yōu)良的光學性能，高質量 CVD 金剛石薄膜具有十分優(yōu)良的光學性能，除 3~6 μm 范圍內的雙聲子區(qū)域存在晶格振動而產生的本征吸收峰外，在室溫下，從紫外至遠紅外甚至微波段，都有很高的透過性，理論透過率高達71.6%。

2023-08-03 10:51:43

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蔡司掃描電鏡下金剛石形貌

金剛石礦物的晶體結構屬于等軸晶系同極鍵四面體結構。碳原子位于四面體的角部和中心，具有高度的對稱性。晶胞中的碳原子以同極鍵連接，距離為154pm。。常見的晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體

2023-08-04 11:50:01

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新一代超高熱導半導體封裝基板——金剛石

關鍵詞：金剛石，半導體封裝，散熱材料，高端國產材料引言：基板是裸芯片封裝中熱傳導的關鍵環(huán)節(jié)。隨著微電子技術的發(fā)展，高密度組裝、小型化特性愈發(fā)明顯，組件熱流密度越來越大，對新型基板材料的要求越來越高

2023-07-31 22:44:31

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半導體用大尺寸單晶金剛石襯底制備及加工

金剛石是由單一碳原子組成的具有四面體結構的原子晶體，屬于典型的面心立方(FCC)晶體，空間點群為 oh7-Fd3m。每個碳原子以 sp3雜化的方式與其周圍的 4 個碳原子相連接，碳原子密度 1.77

2023-08-08 11:19:31

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激光功率對金剛石缺陷產生的原因及反應機理簡析

具有通孔結構的金剛石在高精度引線成型及高功率微波器件散熱領域，具有良好的應用前景。

2023-08-12 14:49:18

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單晶金剛石中的低損耗毫米波導和光柵耦合器

單晶金剛石中的低損耗毫米波導和光柵耦合器

2023-08-21 15:55:20

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鄒廣田院士：金剛石不僅能用作半導體，未來應用領域更廣

“此前，由于其較高的硬度和力學特性，金剛石也被譽為‘工業(yè)牙齒’，被廣泛用于地質鉆探，非鐵金屬及合金、硬質合金、石墨、塑料橡膠、陶瓷和木材等材料的切削加工等領域，也是石油天然氣鉆井、切割鉆頭上的核心部件?！编u廣田表示。

2023-09-21 17:29:43

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把金剛石用作封裝材料

×10-6/℃。它不僅在半導體、光學方面表現(xiàn)搶眼，還有很多其他優(yōu)秀的特性。雖然金剛石本身并不適合用來制作封裝材料，而且成本也較高，但它的熱導率可是比其他陶瓷基板材料高出幾十甚至上百倍！這也讓很多大公司都爭先恐后地投入研究。

2023-09-22 17:00:49

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全球首個100mm的金剛石晶圓

該公司使用一種稱為異質外延的工藝來沉積碳原子，并在可擴展的基底上制造單晶金剛石。以前已經(jīng)生產過金剛石晶片，但它是基于壓縮金剛石粉末，缺乏單晶金剛石的特性。

2023-11-08 16:07:13

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全球首個100毫米的單晶金剛石晶圓研發(fā)成功

運用異質外延工藝，Diamond Foundry以可擴展的基底制造單晶金剛石，這是一項前所未有的技術突破。過去已有技術用于生產金剛石晶片，但這些晶片基于壓縮金剛石粉末制備，缺乏單晶金剛石的特性。

2023-11-10 16:04:03

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精于“鉆”研 | 3D掃描儀助力石油鉆井金剛石鉆頭質量檢測！

背景客戶是成都迪普金剛石鉆頭有限責任公司，這是一家專門從事各類金剛石鉆頭設計、制造、銷售和技術服務的公司。生產各種型號規(guī)格的金剛石全面鉆井、取芯及特殊應用的鉆頭，并廣泛應用于各油田的全面鉆井、定向鉆井、水平鉆井、

2023-11-17 17:04:20

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探索高功率器件材料：金剛石

提高電動車的能源效率意味著需要減少能源消耗，但這不應以需要大量能源且污染重的生產過程為代價。Driche 首席技術官稱，"制備金剛石晶圓的過程比制備SiC晶圓造成的二氧化碳排放少到20

2023-11-21 15:34:38

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電子封裝高散熱銅/金剛石熱沉材料電鍍技術研究

摘要：隨著半導體封裝載板集成度的提升，其持續(xù)增加的功率密度導致設備的散熱問題日益嚴重。金剛石-銅復合材料因其具有高導熱、低膨脹等優(yōu)異性能，成為滿足功率半導體、超算芯片等電子封裝器件散熱需求的重要候選材料

2023-12-04 08:10:06

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金剛石表面改性技術研究概況

表面改性技術可有效改善金剛石與基體材料間的結合狀態(tài)，解決其表面惰性強、難潤濕、界面熱阻大、熱導率小，以及超細顆粒比表面能大、易團聚等問題。

2023-12-21 15:36:01

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增強GaN/3C-SiC/金剛石結構的散熱性能以適應實際器件應用

熱管理在當代電子系統(tǒng)中至關重要，而金剛石與半導體的集成提供了最有前途的改善散熱的解決方案。

2023-12-24 10:03:43

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金剛石晶體的不同類型及應用梳理

金剛石是我們都非常熟悉的超硬材料，人造金剛石晶體有多種不同的類型，大致可分為單形和聚形，每種類型都具有不同的特性和應用。本文梳理了金剛石晶體的不同類型及應用。

2024-01-02 15:47:27

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CVD金剛石在機械密封領域中的應用

隨著科技的不斷發(fā)展，金剛石在許多領域中都展現(xiàn)出了巨大的應用潛力。其中，化學氣相沉積（CVD）金剛石由于其獨特的物理和化學性質，尤其在機械密封領域中有著廣泛的應用前景。

2024-01-04 10:17:39

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西安交大成功批量制備2英寸自支撐單晶金剛石外延襯底?

金剛石半導體因其超寬帶許、高壓、高載流子飽和漂移速度和優(yōu)良的熱導率而被青睞，尤其是其卓越的器件品質因子，使之成為制備耐高溫、高頻、大功率和抗輻射電子產品的理想襯底，有效解決了“自熱效應”和“雪崩擊穿”等關鍵問題。在5G/6G通信、微波/毫米波集成電路、探測與傳感等領域有著不可替代的應用前景。

2024-01-18 14:10:12

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