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超快激光器創(chuàng)造新的碳元素存在形式
錄入時(shí)間:2016/4/7 11:38:20

將豐富、普通的碳轉(zhuǎn)換成塊體金剛石,通常是通過(guò)火山活動(dòng)或高溫高壓下的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)的;而金剛石薄膜需要在有氫存在的中等溫度下,進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝。最近,美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員,通過(guò)使用193nm的氟化氬(ArF)準(zhǔn)分子激光脈沖照射的方式,將無(wú)定形碳薄膜轉(zhuǎn)換成了一種碳的新?tīng)顟B(tài),稱(chēng)為Q-碳,照射的光子能量為6eV,脈沖持續(xù)時(shí)間為20ns。

在用0.6J/cm2 激光脈沖照射后,各種不同的金剛石形式可能取決于曝光時(shí)間和脈沖頻率,包括納米金剛石、微粒金鋼石、納米金剛石和微鉆石的混合物,以及位于金屬/半導(dǎo)體外延襯底上的大面積單晶金剛石薄膜。使用這種納秒脈沖激光熔融的方法,研究人員還可以為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用創(chuàng)建納米金剛石和微針金剛石。Q-碳形式可以在室溫環(huán)境下制造,不需要催化劑或氣體,并且其還具有獨(dú)特的化學(xué)屬性,例如室溫鐵磁性和增強(qiáng)的硬度、場(chǎng)發(fā)射和導(dǎo)電性等。


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