金刚石的光芒不止体现在钻石上

编译 高斯寒

能用上一辈子的牙科植体，能够经受严酷辐射环境的机器人和粒子探测器，原子尺度的量子器件，能将电力传输中的能量损耗削减75%的高电压转换器，以上这些是人造金刚石的若干前沿应用，更不用提人造金刚石已经与天然钻石几乎难辨真假，远远不像后者那么昂贵。从20世纪50年代起，金刚石切割和研磨工具已经司空见惯。目前，金刚石薄膜作为牙齿、骨骼和其他外科植入物的覆层，正接近商用。

“对于高温、高功率、抗辐射的半导体，与硅材料相比，金刚石提供了明显的性能优势。金刚石的导热性差不多是硅的20倍。相同的表面积条件下，金刚石能承载的电流是硅的5 000倍。相同厚度条件下，金刚石能经受的电压为硅的30倍。” DiamFab公司的首席技术官哈立德·德里希（Khaled Driche）如此说道，该公司是一家位于法国格勒诺布尔的新创企业。

然而，金刚石电子器件受制于人为制造的晶体尺寸。根据一些金刚石制造商、用户和科研人员的说法，金刚石也必须与碳化硅竞争，后者早已成为高温、高功率环境下硅材料的关键替代者。

“单晶金刚石和多晶金刚石的性质和应用差别甚大，但电子器件方面的应用通常只需要单晶金刚石。使用多晶金刚石的领域，如5G、卫星通信、雷达和光纤数据通信之类的电力电子应用，需要利用材料的某些性质，如无可比拟的导热性和宽频透明度。”丹尼尔·特威岑（Daniel Twitchen）如此说道，他是戴比尔斯集团名下元素六（Element Six）公司的首席技术专家。……