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金刚石的用途有哪些

发布时间:2024-01-28      来源:网络


  近期,惠丰钻石、力量钻石、四方达等人造金刚石上市公司相继发布2022年业绩快报和业绩预告。受清洁能源、第三代半导体等下游工业市场和培育钻石消费市场需求旺盛牵引,多家公司交出亮眼成绩单。业内人士认为,2023年培育钻石消费将持续旺盛,渗透率将稳步提升,龙头公司业绩将保持快速增长。(中国证券报)

  岱勒新材3月21日举行业绩说明会。记者从会上获悉,3月份公司300万公里/月的金刚石线产能已经接近满产,岱勒新材计划在2023年上半年将产能提升到600万公里/月。会上还透露,去年年底到现在,公司金刚石线出货价格有所降低。(证券时报)

  可溶液法制备的钙钛矿拥有优异的光学、电学性能,是一类极具潜力的电泵浦激光增益介质。钙钛矿激光器在飞秒脉冲泵浦激光发展到连续波泵浦激光方面取得了迅速进展,这被认为是迈向电泵浦激光的关键一步。在市售的电注入激光器中,具有大导热系数κ和高载流子迁移率m的传统外延生长单晶半导体通常在大电流下表现出小的电阻加热。虽然钙钛矿具有大而平衡的载流子迁移率,但它们的κ值较小。MAPbI3的导热系数为1 ~ 3 W m−1 K−1,低于GaAs(50 W m−1 K−1)。因此,通过非辐射途径损失的能量转化为热量不能有效地消散,这将增加激光阈值。分布式反馈(DFB)钙钛矿激光器的最低电激发阈值高达24 mA cm−2。此外,用于激光设备的传统钙钛矿发光二极管架构中存在大电流注入,由于焦耳加热,外部量子效率将在大电流注入条件下受到显著限制。因此,热管理是发展钙钛矿电泵浦激光器的瓶颈。

  近日,太原理工大学李国辉副教授、于盛旺教授、崔艳霞教授和隆德大学郑凯波研究员等人在Science China Materials发表研究论文,展示了一种可以将光泵浦过程中产生的热量高效耗散的金刚石基底钙钛矿纳米片激光。此外,通过在纳米片和金刚石基底之间引入一层薄SiO2间隔层实现紧密的光学束缚。该激光的品质因子高达~1962,激光阈值为52.19 μJ cm−2。受益于金刚石基底,其泵浦能量密度相关温度灵敏度较低(~0.56±0.01 K cm2 μJ−1)。该工作有望促进电泵浦钙钛矿激光的发展。

  (1)实现了基于高导热金刚石基底的钙钛矿激光,该激光器的Q因子为1962,激光阈值为52.19 μJcm−2。

  (2)通过在纳米片和金刚石基底之间引入一层薄SiO2间隔层实现紧密的光学束缚。受益于金刚石基底,其泵浦能量密度相关温度灵敏度较低(~0.56±0.01 K cm2 μJ−1),该灵敏度比先前报道的玻璃基底上钙钛矿纳米线激光器的灵敏度低了一到两个数量级。结果证实,利用高导热金刚石基底在钙钛矿激光器中实现了高效热管理。

  图3 (a)金刚石基底的图像, (b)金刚石基底的吸收光谱, (c)金刚石基底和(d)SiO2间隔层的AFM图像, (e)转移到金刚石基底上的钙钛矿纳米片的显微图像.

  图4 (a)含100nm厚SiO2间隔层的金刚石基底上钙钛矿纳米片激光器发射光谱随泵浦密度P的2D伪彩色图, (b)纳米片激光器的发射强度与P的函数关系, (c)激光发射峰值的FWHM与P的函数关系.

  图5 在(a)具有100 nm厚SiO2间隔层, (b)具有200 nm厚SiO2间隔层的金刚石基底, 以及(c)云母基底上, 高于阈值的不同泵浦密度下的纳米片激光发射光谱. 在(d)具有100nm厚SiO2间隔层, (e)具有200 nm厚SiO2间隙层的金刚石基底上, (f)云母衬底上, λ0与P的函数关系.

  金刚石半导体作为一种新兴的半导体材料,一直备受关注。近期,国内外的科研机构和企业不断推进金刚石半导体的研究和开发,又取得一些新进展。

  首先,研究人员近日发表了一篇论文,介绍了一种新型的金刚石半导体器件。这种器件采用了三明治结构,在金刚石衬底上生长了两层氮化硼和一层石墨烯,形成了一个“石墨烯/氮化硼/石墨烯/金刚石”结构。研究人员称,这种器件具有高电子迁移率和高热稳定性,有望应用于高功率电子器件、高频通信和微波雷达等领域。

  其次,近日有消息称,金刚石半导体领域的一家创业公司Element Six正计划在2023年开设新的生产线,以满足市场需求的增长。据悉,Element Six已经在欧洲、亚洲和北美建立了多个工厂,并在金刚石半导体领域进行了多年的研究和开发。

  此外,金刚石半导体还在其他领域展现出了广阔的应用前景。例如,在电力电子领域,金刚石半导体具有低损耗、高温度稳定性和高电压耐受性等特点,有望应用于高功率电子器件;在生命科学领域,金刚石半导体可以作为生物传感器,用于检测DNA和蛋白质等分子。

  总的来说,金刚石半导体在新材料、新器件、新技术等方面的不断创新和发展,为各行各业带来了更广泛的应用前景。随着技术的不断推进和市场需求的不断增长,金刚石半导体领域未来仍将充满机遇。