金刚石是自然界中最坚硬的材料，其工业应用通常是切割、钻孔或研磨。但是，金刚石也被认为是一种高性能的电子和光子材料，因为它具有超高的热导率、优异的电荷载流子迁移率、高击穿强度和超宽带隙。带隙是半导体中的关键性能，宽带隙可以实现大功率或高频器件的运行。然而，金刚石的大带隙和紧密的晶体结构使其很难在生产过程中通过掺杂的方式来改变半导体的电子性能，因此阻碍了金刚石在电子和光电设备中的应用。一个潜在的替代方法是通过应变工程，即施加非常大的晶格应变，来改变电子带结构和相关的功能特性。但由于钻石的硬度极高，因此通常认为这种方法是不可能的。
香港城市大学（CityU）和哈尔滨工业大学的联合研究团队通过纳米力学方法，首次展示了细微加工的金刚石阵列的大面积均匀拉伸弹性应变。他们的研究结果表明，可拉伸金刚石有可能成为微电子、光电子和量子信息技术领域先进功能器件的首要候选材料。研究成果发表在《Science》杂志上。
该团队首先从固体金刚石单晶中微加工出了单晶金刚石样品。样品呈桥状，长约1微米，宽约纳米，两端较宽，便于抓取。然后在电子显微镜内以良好的控制方式对金刚石桥进行单轴拉伸。在连续的、可控的加载-卸载定量拉伸试验的循环下，金刚石桥架在整个试样的规整截面上表现出高度均匀的、约7.5%的大应变弹性变形，而且在卸载后，它们还能恢复原来的形状。
通过使用美国材料试验协会（ASTM）标准进一步优化样品几何形状，他们实现了高达9.7%的最大均匀拉伸应变，甚至超过了年研究中的最大局部变形值，接近金刚石的理论弹性极限。更重要的是，为了证明应变金刚石器件的概念，该团队还实现了微制造金刚石阵列的弹性应变。
随后，该团队进行了密度函数理论（DFT）计算，估算了0～12%的弹性应变对金刚石电子特性的影响。仿真结果表明，随着拉伸应变的增加，金刚石的带隙普遍减小，在沿特定晶向应变9%左右时，带隙减小率最大，从5eV左右降至3eV。研究团队对预应变的金刚石样品进行了电子能损谱分析，验证了这种带隙减小的趋势。
他们的计算结果还显示，当沿另一个晶格取向的拉伸应变大于9%时，带隙可以从间接带隙变为直接带隙。半导中的直接带隙意味着电子可以直接发射光子，使得许多光电应用效率更高。
论文标题为《Achievinglargeuniformtensileelasticityinmicrofabricateddiamon》。
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