原標題：半導體再現(xiàn)新材料！科學家實現(xiàn)「鉆石」拉伸應變有望用于微電子、光電技術

關于半導體新材料的研究，科學家已經(jīng)實現(xiàn)了鉆石的拉伸應變，這一發(fā)現(xiàn)有望在微電子和光電技術領域帶來革命性的進展。以下是對該研究的詳細分析：

一、研究背景與目的

鉆石作為一種天然礦物，具有超高的硬度、熱導率以及出色的載流子遷移率，被視為高性能電子材料的“珠穆朗瑪峰”。然而，其超寬帶隙和緊固的晶體結(jié)構使得摻雜過程變得困難，阻礙了鉆石在電子和光電組件中的工業(yè)應用。因此，科學家們希望通過應變工程來改變鉆石的電子特性，以解決其摻雜問題。

二、研究成果

由香港城市大學領導的聯(lián)合研究團隊，與麻省理工學院、哈爾濱工業(yè)大學等學者合作，成功實現(xiàn)了鉆石的均勻彈性拉伸應變。研究結(jié)果顯示，微加工制造的單晶鉆石微橋拉伸樣品可實現(xiàn)高達9.7%的最大均勻拉伸應變，接近鉆石在理論上所能達到的彈性變形極限。這一成果被發(fā)表在《科學》期刊上。

三、技術原理與實現(xiàn)方法

1. 技術原理：應變工程是通過調(diào)節(jié)晶體管溝道中的應變來實現(xiàn)性能優(yōu)勢的一種方法。它提高了電子遷移率，從而提高了通過溝道的導電性。而該研究團隊則是以機械方式來控制與改變鉆石的電子特性。

2. 實現(xiàn)方法：研究團隊采用微制造單晶硅技術，先從高品質(zhì)的鉆石上制造成橋狀的鉆石樣品。然后，通過實驗室中的納米力學拉伸平臺，讓鉆石橋在整體上可往返拉伸至約7.5%的高度均勻彈性應變。同時，研究團隊還參考美國材料與試驗協(xié)會的標準，進一步優(yōu)化樣品的幾何形狀，成功使得部分樣品實現(xiàn)了高達9.7%的最大均勻拉伸應變。

四、應用前景與意義

1. 應用前景：鉆石的拉伸應變研究為實現(xiàn)微加工金剛石深度彈性應變工程提供了早期步驟。通過納米機械方法，證明了金剛石的能帶結(jié)構可以被改變，且這些變化可以是連續(xù)且可逆的。這有望為納米機械工程、生物醫(yī)學工程、電子學、光子學、光電子學等領域帶來全新的應用前景。

2. 意義：該研究成果不僅展示了金剛石作為微電子學、光子學和量子信息技術中高級功能器件的主要候選材料的潛力，還徹底改變了人們對鉆石的認知，擴大了鉆石的實際應用范疇。

綜上所述，科學家實現(xiàn)鉆石拉伸應變的研究為微電子和光電技術領域帶來了全新的突破。這一發(fā)現(xiàn)有望推動相關領域的快速發(fā)展，并為未來的技術創(chuàng)新提供強有力的支持。