钻石博客

Nano Diamond Chips: Commercialization is Approaching

纳米金刚石芯片:商业化即将到来

AlphaHelden International

钻石以其极高的硬度和亮度而闻名。50 多年来,它的主要用途一直是珠宝。然而,由于其独特的性质,钻石现在正成为继氮化镓和碳化硅之后的新型半导体材料。 优势 与目前的半导体材料相比,金刚石具有三大主要优势: 1.热管理芯片需要冷却系统,这增加了芯片的复杂性。与大多数半导体材料不同,金刚石的电阻率会随着温度升高而降低,这意味着金刚石芯片在高温(约 150°C)下的性能优于室温。这使得金刚石芯片不需要冷却系统,而硅或碳化硅芯片则需要昂贵的冷却解决方案。 2. 成本与效率 芯片设计通常涉及成本、效率、尺寸和重量之间的平衡。如果以降低成本为首要目标,那么金刚石芯片比碳化硅芯片便宜 30%。如果以最大化效率为目标,那么与碳化硅相比,金刚石芯片可将能量损失减少三倍,芯片尺寸最多可缩小四倍,从而节省空间和能源。 3. 减少碳排放金刚石的击穿电场强度比其他材料高得多: 硅:0.3MV/cm 碳化硅(SiC):3MV/cm 氮化镓(GaN):5MV/cm 钻石:10MV/cm 即使非常薄的金刚石层也能提供出色的电绝缘性,并能承受高电压。当与氮化镓或碳化硅等材料搭配使用时,金刚石可以增强功率器件,提供更高的电压、频率和能效。这在电动汽车、可再生能源逆变器、工业电机、高功率激光器和先进电源方面有广泛应用,所有这些都受益于碳排放的减少。 挑战尽管金刚石芯片具有诸多优点,但它也有一些局限性: 成本高:碳化硅的价格比硅贵 30 至 40 倍,氮化镓的价格比硅贵 650 至 1,300 倍。半导体中使用的合成金刚石的价格比硅贵约 10,000 倍。 晶圆尺寸小:钻石晶圆对于大规模芯片生产来说仍然太小,可用的最大晶圆尺寸不到10平方毫米。...

纳米金刚石芯片:商业化即将到来

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钻石以其极高的硬度和亮度而闻名。50 多年来,它的主要用途一直是珠宝。然而,由于其独特的性质,钻石现在正成为继氮化镓和碳化硅之后的新型半导体材料。 优势 与目前的半导体材料相比,金刚石具有三大主要优势: 1.热管理芯片需要冷却系统,这增加了芯片的复杂性。与大多数半导体材料不同,金刚石的电阻率会随着温度升高而降低,这意味着金刚石芯片在高温(约 150°C)下的性能优于室温。这使得金刚石芯片不需要冷却系统,而硅或碳化硅芯片则需要昂贵的冷却解决方案。 2. 成本与效率 芯片设计通常涉及成本、效率、尺寸和重量之间的平衡。如果以降低成本为首要目标,那么金刚石芯片比碳化硅芯片便宜 30%。如果以最大化效率为目标,那么与碳化硅相比,金刚石芯片可将能量损失减少三倍,芯片尺寸最多可缩小四倍,从而节省空间和能源。 3. 减少碳排放金刚石的击穿电场强度比其他材料高得多: 硅:0.3MV/cm 碳化硅(SiC):3MV/cm 氮化镓(GaN):5MV/cm 钻石:10MV/cm 即使非常薄的金刚石层也能提供出色的电绝缘性,并能承受高电压。当与氮化镓或碳化硅等材料搭配使用时,金刚石可以增强功率器件,提供更高的电压、频率和能效。这在电动汽车、可再生能源逆变器、工业电机、高功率激光器和先进电源方面有广泛应用,所有这些都受益于碳排放的减少。 挑战尽管金刚石芯片具有诸多优点,但它也有一些局限性: 成本高:碳化硅的价格比硅贵 30 至 40 倍,氮化镓的价格比硅贵 650 至 1,300 倍。半导体中使用的合成金刚石的价格比硅贵约 10,000 倍。 晶圆尺寸小:钻石晶圆对于大规模芯片生产来说仍然太小,可用的最大晶圆尺寸不到10平方毫米。...

Nano-Diamond's Growing Role in the Semiconductor Industry

纳米金刚石在半导体行业中的作用日益增强

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众所周知,钻石是最坚硬的天然材料,是切割和研磨等工业应用的必需品。然而,它还具有卓越的性能,例如最高的热导率和宽带隙半导体。纳米金刚石具有高击穿场强、高载流子迁移率和抗辐射等优势,在各种先进技术中显示出巨大的潜力: 高功率电子设备金刚石具有优异的热导率和宽带隙,是功率放大器和射频元件等高功率电子设备的理想选择。这些设备用于通信、雷达和卫星。加入金刚石可提高功率密度和效率,降低散热成本,并延长设备寿命。 高温电子设备 在航空航天和石油化工等行业,电子产品必须在极端高温下可靠运行。金刚石的宽带隙使其在高温下仍能保持强劲性能,使其成为制造高温电子产品的理想材料。 量子计算钻石中的氮空位 (NV) 中心具有独特的量子特性,使钻石成为量子计算领域极具前景的材料。研究人员正在探索利用 NV 中心存储和处理量子比特,这可能会彻底改变未来的量子技术。 光学设备除了电气性能外,钻石还因其高透明度、硬度和化学稳定性而在光学应用方面表现出色。它可用于制造高性能光学元件,如窗户、透镜和棱镜,甚至可以用作高功率激光器的激光增益介质。 纳米金刚石的独特性能为这些先进领域提供了突破性的可能性,使其成为半导体行业中越来越重要的材料。

纳米金刚石在半导体行业中的作用日益增强

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众所周知,钻石是最坚硬的天然材料,是切割和研磨等工业应用的必需品。然而,它还具有卓越的性能,例如最高的热导率和宽带隙半导体。纳米金刚石具有高击穿场强、高载流子迁移率和抗辐射等优势,在各种先进技术中显示出巨大的潜力: 高功率电子设备金刚石具有优异的热导率和宽带隙,是功率放大器和射频元件等高功率电子设备的理想选择。这些设备用于通信、雷达和卫星。加入金刚石可提高功率密度和效率,降低散热成本,并延长设备寿命。 高温电子设备 在航空航天和石油化工等行业,电子产品必须在极端高温下可靠运行。金刚石的宽带隙使其在高温下仍能保持强劲性能,使其成为制造高温电子产品的理想材料。 量子计算钻石中的氮空位 (NV) 中心具有独特的量子特性,使钻石成为量子计算领域极具前景的材料。研究人员正在探索利用 NV 中心存储和处理量子比特,这可能会彻底改变未来的量子技术。 光学设备除了电气性能外,钻石还因其高透明度、硬度和化学稳定性而在光学应用方面表现出色。它可用于制造高性能光学元件,如窗户、透镜和棱镜,甚至可以用作高功率激光器的激光增益介质。 纳米金刚石的独特性能为这些先进领域提供了突破性的可能性,使其成为半导体行业中越来越重要的材料。

Nanodiamonds, the next imaging materials in MRI Systems

纳米金刚石,MRI 系统的下一代成像材料

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纳米金刚石——尺寸仅为几纳米的微型合成金刚石——因其在医学领域的潜力而受到广泛关注。 最近,美国医学研究人员开发出一种利用磁共振成像 (MRI) 非侵入性追踪纳米金刚石的方法,为其应用开辟了新的可能性。这一突破可能使纳米金刚石在疫苗、抗癌药物等的靶向输送方面具有重要价值。 研究人员利用 Overhauser 效应增强了纳米金刚石的 MRI 成像。通过应用超极化,他们能够增强金刚石原本较弱的磁共振信号。这一过程使纳米金刚石内的原子核对齐,从而在 MRI 扫描仪中产生可检测的信号。

纳米金刚石,MRI 系统的下一代成像材料

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纳米金刚石——尺寸仅为几纳米的微型合成金刚石——因其在医学领域的潜力而受到广泛关注。 最近,美国医学研究人员开发出一种利用磁共振成像 (MRI) 非侵入性追踪纳米金刚石的方法,为其应用开辟了新的可能性。这一突破可能使纳米金刚石在疫苗、抗癌药物等的靶向输送方面具有重要价值。 研究人员利用 Overhauser 效应增强了纳米金刚石的 MRI 成像。通过应用超极化,他们能够增强金刚石原本较弱的磁共振信号。这一过程使纳米金刚石内的原子核对齐,从而在 MRI 扫描仪中产生可检测的信号。

Advantages of Nano Diamond Polishing Solution

纳米钻石抛光液的优势

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钻石是自然界中最坚硬的物质,莫氏硬度高达9。1954年,通用电气公司采用静态高温高压合成技术,获得第一颗人造钻石。 当金刚石达到纳米级时,可以兼具金刚石和纳米颗粒的双重特性,具有超硬特性、多孔表面、高比表面积和球形等特点,可以作为抛光材料。在抛光过程中,由于纳米金刚石表面通常含有石墨,可以提供一定的润滑作用,然后通过抛光使其金刚石核心降低表面粗糙度,进一步减少摩擦。研究表明,采用分布极窄的纳米颗粒作为磨料,可以加工出表面粗糙度Ra为0.1~1nm的超光泽表面,比传统抛光工艺提高一个数量级。

纳米钻石抛光液的优势

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钻石是自然界中最坚硬的物质,莫氏硬度高达9。1954年,通用电气公司采用静态高温高压合成技术,获得第一颗人造钻石。 当金刚石达到纳米级时,可以兼具金刚石和纳米颗粒的双重特性,具有超硬特性、多孔表面、高比表面积和球形等特点,可以作为抛光材料。在抛光过程中,由于纳米金刚石表面通常含有石墨,可以提供一定的润滑作用,然后通过抛光使其金刚石核心降低表面粗糙度,进一步减少摩擦。研究表明,采用分布极窄的纳米颗粒作为磨料,可以加工出表面粗糙度Ra为0.1~1nm的超光泽表面,比传统抛光工艺提高一个数量级。

Artificial Diamonds - "Sharp Teeth" of the Industry

人造钻石——行业的“利齿”

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金刚石是自然界中存在的最坚硬的物质,也是我们常见的金刚石的原始形态,是石墨的同素异形体。 钻石有天然钻石和人造钻石之分,天然钻石是一种稀有珍贵的非金属矿物,品质优良、块度较大、可供饰品使用的钻石称为宝石级钻石,又称金刚钻。 人造钻石是以石墨和金属触媒为主要原料,利用高温高压原理合成的。 世界范围内的工业金刚石主要用于切割、磨削等,被誉为工业的利齿,目前人造金刚石在工业领域的应用比例已达85%以上。

人造钻石——行业的“利齿”

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金刚石是自然界中存在的最坚硬的物质,也是我们常见的金刚石的原始形态,是石墨的同素异形体。 钻石有天然钻石和人造钻石之分,天然钻石是一种稀有珍贵的非金属矿物,品质优良、块度较大、可供饰品使用的钻石称为宝石级钻石,又称金刚钻。 人造钻石是以石墨和金属触媒为主要原料,利用高温高压原理合成的。 世界范围内的工业金刚石主要用于切割、磨削等,被誉为工业的利齿,目前人造金刚石在工业领域的应用比例已达85%以上。