由于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的新的技術(shù)成果，光學(xué)衍射光柵現(xiàn)在可以由純金剛石制成，其表面平滑至原子水平。這些新設(shè)備可用于光譜控制大功率激光器或尖端光譜儀，該技術(shù)已在國際金剛石和碳材料會(huì)議DCM2017上發(fā)表。
金剛石光柵具有對(duì)于光譜學(xué)和大功率激光器中使用的光學(xué)部件的理想的物性。 鉆石在其導(dǎo)熱性方面是無與倫比的，比任何其他材料的導(dǎo)熱性要高五到十倍。 鉆石也是化學(xué)惰性的，極度堅(jiān)硬，并且可以作為UV輻射以及紅外和可見光的良好介質(zhì)。
氧氣切割鉆石
由EPFL的尼爾斯·夸克（Niels Quack）教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)是開創(chuàng)性的，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)能將輪廓清晰的形狀刻蝕成毫米尺寸的單晶金剛石板，其中凹槽僅分開幾微米，而且具有原子級(jí)別的光滑表面。研究人員使用通過化學(xué)氣相沉積法（CVD）制造人造金剛石。
金剛石的蝕刻分幾個(gè)步驟，首先，將硬掩模穩(wěn)定放置在金剛石板的表面上，然后暴露在氧等離子體之下。在沒有被硬掩模覆蓋的部分，等離子體中的氧離子通過電場(chǎng)加速到金剛石的表面上，然后氧離子逐一從金剛石表面去除碳原子。
“通過調(diào)節(jié)電場(chǎng)的強(qiáng)度，我們可以改變被蝕刻的金剛石的形狀，”夸克說道。“對(duì)于不同的衍射光柵，我們刻出彼此間隔幾微米的三角形凹槽。 我們調(diào)整工藝參數(shù)來選擇性地顯示一組輪廓清晰的晶體板，從而使我們能夠創(chuàng)建幾乎達(dá)到原子級(jí)平滑的V形凹槽，而單單用激光切割鉆石不可能獲得這種精度。”
這項(xiàng)使用微納米技術(shù)中心（CMI）設(shè)施開發(fā)的新技術(shù)是最近專利申請(qǐng)的主題。該技術(shù)相同的原理已經(jīng)在硅中使用，但在鉆石中的運(yùn)用從此前未得到證實(shí)。 鑒于這一貢獻(xiàn)的重要性，博士生Marcell Kiss已被列入“青年學(xué)者獎(jiǎng)”DCM2017的六個(gè)決賽入圍者之一。 翻譯/NICK
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