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半导体

钻石也能做半导体?日本已成功量产

近日,日本Adamant并木精密宝石会社宣布,已经成功开发出了直径为2英寸且具有超高纯度的钻石晶圆量产技术。Adamant并木精密宝石会社指出,使用该钻石晶圆所制成芯片的量子存储器可以记录超高密度的数据,一张直径2英寸的钻石晶圆可以保存10亿张蓝光光盘的数据,这相当于全世界1天流通的全部移动数据量。

钻石其实就是指经过琢磨的金刚石,金刚石的禁带宽度达5.45 eV,具有自然界最高的热导率和体材料迁移率,以及优秀的电学特性,可以满足未来大功率、强电场和抗辐射等方面的需求,在热沉、大功率、高频器件、光学窗口、量子信息等领域具有极大应用潜力,被业内称为最理想的半导体材料。

据悉,用于量子计算机的量子存储器和超高灵敏度的磁传感器使用的是氮浓度3ppb以下(ppb即10亿分率,1ppb为10亿分之一)的超高纯度金刚石,虽然开发正在加速,但是目前为止,市面上销售的氮浓度在3ppb以下的超高纯度钻石,只有4毫米角的尺寸,所以只能用于研究,不能用于实际应用。因此,Adamant并木精密宝石会社的研究团队在结晶成长中极力抑制了氮元素的混入,开发出了超高纯度直径2英寸的金刚石晶圆的量产技术Adamant并木精密宝石会社表示,期待该技术今后能用于量子计算机。预计在2023年实现产品化。

北京科技大学新材料技术研究院教授李成明表示,金刚石作为新一代宽禁带半导体材料,其潜在的应用领域主要集中在移动通讯领域的微波功率器件、耐压器件等。近期发展的金刚石量子加速器很可能成为金刚石发展应用新的里程碑。

但李成明也指出,目前金刚石距离实现商业应用还很远。高成本和小尺寸是制约金刚石功率电子学发展的主要障碍。

责任编辑:许子皓


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