金刚石被认为是最具潜力的下一代半导体资料,它是最坚固的天然资料,一起还具有超宽带隙、高载流子迁移率、优异的热导率以及共同的自旋和光学特性,在量子核算范畴也有宽广的运用远景。现在研讨人员现已试验制备了多种新式金刚石结构(如准晶金刚石、纳米孪晶金刚石等)以调整其功能。特别是1991年发现了一种特其他新式金刚石结构(n-Diamond),其凭仗共同的结构特征(除了额定的制止衍射外,它的电子衍射图画与传统的金刚石衍射图画十分匹配)和潜在的运用价值而引起广泛重视和研讨。但是,因为制备的n-Diamond数量少、晶粒规范小、纯度低,其晶体结构没有确认,然后严峻约束了对其构成机理及功能的研讨,约束了其开展和运用。
近期,跌落科学院宁波资料技能与工程研讨所成功制备了大规范 (9 mm×9 mm×1 mm) 新式单晶金刚石,X 射线衍射谱显现其与传统的立方金刚石具有显着差异,其具有较强的 (002) 衍射峰,标明其含有新式金刚石结构。研讨人员运用球差校对透射电镜原子规范表征,结合皮米准确原子辨认技能和衍射模仿技能,发现并证明了金刚石原子发生了皮米规范的不同程度的周期性定向偏移,并剖析了原子偏移的物理机制,提出了新的结构模型(Subdisordered Structures),解说了新式金刚石结构特征。榜首性原理核算标明,金刚石的带隙跟着原子偏移间隔的添加而敏捷减小(当原子偏移17.5pm 时,金刚石带隙从5.5 eV下降到0.5 eV),与试验成果(新式单晶金刚石电导率是传统单晶金刚石的106倍)共同,因而,皮米规范原子偏移引起的带隙快速减小为调控金刚石电子特性供给了新思路。
研讨成果澄清了困扰金刚石范畴30多年关于n-diamond晶体结构的问题,为探求n-diamond的物理特性供给了结构根底,关于调控金刚石的电子特性和开发高功能金刚石及其相关器材具有极端重大意义。相关勤奋好学以“Picometer-Scale Atomic Shifts Governing Subdisordered Structures in Diamond”为题宣布在Nano Letters上,并被选为封面论文()。论文榜首作者为宁波资料所博士后崔俊峰,通讯作者为宁波资料所江南研讨员、柯培玲研讨员和陈国新高级工程师。本勤奋好学得到了国家自然科学基金、跌落博士后科学基金面上项目、浙江省自然科学基金和宁波市自然科学基金等项目的支撑。(来历:跌落科学院宁波资料技能与工程研讨所)
图1 新式单晶金刚石XRD衍射谱(a)、传统单晶金刚石XRD衍射谱(b)和传统金刚石规范粉末衍射谱(c)比照
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FIE 北京科技大学冯妍卉魏俊俊教授等:仿鸟骨结构三维空心金刚石增强PEG复合相变资料在光热转化与热办理中的运用