大尺寸单晶金刚石制备领域获进展

记者25日从吉林大学获悉，物理学院邹广田院士团队近日在大尺寸单晶金刚石制备领域取得重要进展。团队成功研发拥有自主知识产权的“台阶流调控技术”，并制备出2英寸（50×50mm2）单晶金刚石晶圆。这一突破标志着我国在金刚石的自主制备技术方面实现关键跨越，为其产业化应用提供了重要技术支撑。相关成果在线发表于国际学术期刊《功能金刚石》。

金刚石凭借超高临界电场强度、高载流子迁移率及高热导率等卓越性能，被科研界誉为“终极半导体”材料，在功率电子、射频器件及量子信息等前沿领域展现出广阔的应用前景。

2018年，年过八旬的邹广田院士率领团队赴珠海，成立高压与超硬材料全国重点实验室分室，聚焦化学气相沉积（CVD）金刚石的重大应用研究。经过持续攻关，团队在单晶金刚石生长工艺、高品质控制及晶圆剥离等方面取得多项原创性突破。团队发现了实现无边缘多晶伴生稳定生长的“单晶生长区”，揭示了“一致台阶流”对籽晶拼接缝平滑过渡的关键作用，这一发现有效简化了制备工艺并大幅降低了生产成本。

在关键加工技术上，团队联合研发的激光隐形切割技术成功剥离出厚度为350微米的自支撑单晶金刚石晶圆，其各项尺寸与结晶质量均达到国内外先进水平。目前，团队已建成国内首台30kW、2.45GHz微波等离子体化学气相沉积金刚石生长设备，已成功生长出6英寸多晶金刚石膜，并具备批量制备1英寸单晶金刚石的能力。

随着大尺寸单晶金刚石制备技术的进步，该材料有望加速从实验室走向应用，成为新一代功率电子、射频器件和量子信息等领域的重要战略材料，其商业化进程正迎来黄金发展期。