原標題：半導體再現新材料！科學家實現「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，科學家已經實現了鉆石的拉伸應變，這一發(fā)現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，成功實現了鉆石的均勻彈性拉伸應變。研究結果顯示，微加工制造的單晶鉆石微橋拉伸樣品可實現高達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、技術原理與實現方法

1. 技術原理：應變工程是通過調節(jié)晶體管溝道中的應變來實現性能優(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. 實現方法：研究團隊采用微制造單晶硅技術，先從高品質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。