日科学家研制出新型金刚石压腔

       日本国家材料科学研究所（NIMS）和爱媛大学的研究者近日通过超导金刚石微制造技术研发出一款新型金刚石压腔（DAC）；该超导金刚石可以像金属一样导电并起到电极的作用。
       来自NIMS的Yoshihiko Takano领导的纳米前沿超导材料团队和爱媛大学的Tetsuo Irifune领导的地球动力学研究中心（GRC）联合研发了这项新技术，通过微制造技术得到的超导金刚石不仅可以像金属一样导电，还能在最坚硬不易破碎的纳米多晶金刚石材料（高次元物质化金刚石；Hime金刚石）上起到电极的作用。过去的传统工艺需要技术人员能够熟练地将四个电极接到只有几微米的试样上，而这种新型制备工艺则可以直接取而代之，从而使得超高压下电阻测量的难度大大降低。此外，由于金刚石电极可以反复使用，设备的工作、经济效率方面的物理性能测量也得到了明显改善和提高。

       如图1右图所示，传统DAC通过配对金刚石刮匙的相互压合而产生高压。为提高设备所产生的压力特别是上千个大气压力的超高压要求，两个刮匙的接触面则需要进一步缩小；刮匙的直径约400微米。
       由于研究试样的尺寸仅100微米大小，这样的设备在操作的时候难度就非常大。为产生百万个大气压，试样尺寸则需更小，而手动添加电极到试样的技术难度则更具挑战性。
       鉴于此，研究团队利用电子束蚀刻技术在压砧顶部微制造出一种超导金刚石电极。由于片状金刚石更方便蚀刻法制备电极，所以研究人员便利用一个片状金刚石和一个带有刮匙的金刚石制造出了金刚石压腔，形状如图1左图所示。
       结合世上最为坚硬的金刚石电极和金刚石压砧，日本的研究人员成功研制出了新型金刚石压腔。但由于实验条件和技术先进性之要求及限制，超高压条件下金刚石材料的研发仍在初步探索之中。