金刚石因其在硬度、光学、热学和电学方面的优势，被认为是量子光子学、高功率器材、热办理等尖端技术的要害资料。但是，因为金刚石具有极高的硬度、化学安稳性和较差的导电性，自上而下加工金刚石电子器材一向遭到约束。除了选择性低和本钱高之外，自上而下等离子刻蚀工艺的粗糙度不抱负和引进的外表损害会极度影响器材的功能。因而，人们越来越需求开发一种高选择性的非等离子刻蚀工艺。关于下一代宽带隙器材而言，金刚石是一种极具吸引力的资料，但因为其安稳的化学和物理性质，自上而下的加工很具有挑战性。尽管金属催化金刚石蚀刻工艺很有期望制作出不同的原子平面结构，但迄今为止还没有清楚地了解各种缺点对催化行为的影响。

　　来自郑州大学的学者经过电子显微镜研讨了金属催化（以镍为原型）的组成金刚石蚀刻进程。本研讨的准原位调查依据成果得出，镍催化的金刚石蚀刻行为与晶格平面有关，镍纳米颗粒（NPs）更倾向于沿着{111}外表上的〈110〉取向滑动。此外，蚀刻坑的巨细、密度和深度能够终究靠硼掺杂水平进行相对有用调理。Ni NPs 的横向移动会遭到平面缺点的约束，因而导致沿孪晶平面/堆叠断层的蚀刻速率增大。据调查，金刚石的晶界是金刚石向石墨转化的快速通道。这些成果深化提醒了缺点在金属催化金刚石蚀刻进程中的效果，可作为金刚石半导体工业可控蚀刻的根底。相关作业以题为“Influence of structural defects toward the nickel-catalyzed etching behaviors of synthetic diamond”的研讨性文章宣布在Acta Materialia。

　　图 3. 镍在 Poly-D 上的刻蚀行为与晶格平面有关。在 850℃ 下镍催化蚀刻 (a) 1 分钟和 (b) 4 分钟后(111) 外表的 SEM 图画。(c) 1 分钟、(d) 和 4 分钟镍催化蚀刻后(100) 外表的扫描电镜图画。(e) 镍氮粒子在Poly-D (111) 外表的滑动轨道和镍氮粒子滑动轨道示意图 (f)，以及{111}外表六角形/三角形蚀刻坑的构成。(g) 金刚石与镍氮粒子界面能的理论核算。

　　综上所述，本研讨使用电子显微镜和理论核算探讨了缺点对组成金刚石在 H2/Ar 环境中镍催化刻蚀的影响。研讨依据成果得出，金刚石的镍催化刻蚀行为与晶格平面有关，在{111}和{100}外表别离存在“滑动”和“钻孔”刻蚀行为。此外，Ni NPs 在金刚石的{111}外表沿〈110〉方向具有滑动偏好。B掺杂能明显调理蚀刻坑的巨细、密度和深度，可作为减缓金刚石东西磨损的有用办法。本研讨之后发现，(111) TB 或 SFs 的存在能够约束镍氮氧化物的横向移动，在蚀刻进程中将它们引向更深的方位。GB 起到了快速石墨化通道的效果，新生成的石墨 (002) 层与相邻两个 Poly-D 晶粒中的 (111) 平面相连。本研讨依据成果得出，结构缺点对金刚石的金属催化蚀刻行为有严重影响，可用于辅导金刚石设备的规划和制作。（文：SSC）