等离子体辅助抛光前后，嵌合单晶金刚石基体的形态。
几十年来，硅一直是制造电子器件的主要材料。然而，它不耐高温，这限制了硅基电子设备的运行速度。单晶金刚石是硅的理想替代品之一，遗憾的是，符合电子器件要求的表面抛光工艺无法用于单晶金刚石的抛光处理。作为已知的最坚硬物质，用类似材质的硬质工具处理单晶金刚石，会损坏其表面结构；用化学处理方式，进度又过于缓慢。
《科学报告》杂志当地时间11月10日发文称，日本大阪大学的研究人员与合作伙伴共同制造了一种单晶金刚石晶片。他们用修饰过的石英玻璃工具打磨晶片，使其达到“原子级”光滑。这将有助于用金刚石取代硅组件。“等离子辅助抛光是用于处理单晶金刚石的理想技术。”论文作者NianLiu解释说，“等离子体在不破坏晶体结构的情况下激活了金刚石表面的碳原子。”
单晶金刚石在接受打磨前，表面有许多台阶状结构，平均均方根粗糙度高达0.66微米。而在抛光后，其台阶状缺陷消失，表面粗糙度降低至0.4纳米左右。此外，研究人员还证实，单晶金刚石的表面在抛光后没有产生化学变化。例如，他们没有检测到石墨，唯一检测到的杂质是来自原始晶片制备过程的极微量氮。Liu说：“我们用拉曼光谱检测了单晶金刚石的表面成分，吸收峰的特征峰宽度和位置与抛光前几乎没有变化。这是等离子体辅助抛光工艺与其他技术在处理金刚石时的显著差异。”
研究人员表示，随着技术的发展，基于单晶金刚石的高性能功率器件和散热器已经不再是空想。这类器件将大大降低未来电子设备的能耗及碳输入，并展现出更好的性能。
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学报告》
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