田永君院士團隊再刷新金剛石世界紀錄

       燕山大學田永君院士團隊聯合南京理工大學和寧波大學的研究人員通過一種名為“孿晶細化”的方法，顯著了提高金剛石的硬度。這項研究通過優化金剛石內部的微結構，特別是通過引入互鎖孿晶的方式，使金剛石變得更加堅硬。研究表明，采用較小粒徑的OC納米粒子作為前驅體，可以合成出具有更細孿晶結構的金剛石，硬度可達到276GPa。通過模型分析，互鎖型孿晶配置被證明是提升硬度的關鍵因素。此次研究為設計和制造超硬材料提供了新的思路，并為未來精確調控金剛石微結構以優化其力學性能提供了理論依據。相關研究成果以“Enhancing the hardness of diamond through twin refinement and interlocked twins”為題，1月3日發表于nature synthesis。
       摻硼金剛石的又一關鍵新發現

       凱斯西儲大學與伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校團隊發現，摻硼金剛石還能表現出另一種特殊的等離激元特性：當受到光照時，其內部電子會集體振蕩，產生強烈的局部電場增強效果。這種能力對于開發先進的生物傳感器、納米光學組件、提升太陽能電池和量子器件性能至關重要。值得注意的是，盡管其他半導體或金屬也具有類似性質，但它們通常不透明，而摻硼金剛石則保留了光學透明性，這賦予它額外的優勢。相關研究成果以”Intervalence plasmons in boron-doped diamond“為題，1月14日發表于《自然·通訊》。

       全球首套！我國金剛石量子器件新突破

       由南方電網公司輸配電部牽頭，南網數研院、南網傳感公司、中國科學院上海微系統所、超高壓輸電公司、貴州電網公司、西電高壓開關、中國科學技術大學、浙江大學等單位聯合研制的全球首套±800kV特高壓直流量子電流傳感器順利通過新產品技術鑒定。研究團隊利用金剛石內部獨特的量子特性，通過檢測電流產生的磁場來實現非接觸電流測量。由于量子的加持，能實現其他傳感器所不具備的超大范圍、超高精度和高穩定的電流測量。據介紹，此次研制出的傳感器是世界首個可以應用到±800kV特高壓直流輸電線路的量子電流傳感器，解決了傳感器在電網強磁高壓環境下的非侵入電流測量技術難題，首次實現了1mA至10kA范圍內萬分之六的寬量程、高精度電流測量。

       金剛石散熱，戴比爾斯重磅宣布

       1月23日，鉆石巨頭戴爾比斯（De Beers）旗下材料企業 Element Six 美國加州當地時間 22 日宣布推出面向先進半導體器件散熱應用的一類銅-金剛石復合材料。該材料結合了在半導體器件散熱領域中廣泛得到應用的銅和具有出色熱導能力的金剛石，可實現介乎兩種原材料之間的導熱系數和熱膨脹系數。Element Six 公布了兩款參數上存在區別的復合材料：其中金剛石體積分數在 35%±5% 的一款可實現 800 W/m·K 的導熱系數，已是銅的兩倍，同時最低厚度僅有 0.35mm；而另一款金剛石體積分數更高（45%±5%）的產品導熱系數進一步增至 1000 W/m·K，但最低厚度也增加到了 2.0mm。

       我國科學家“首次”合成“超級鉆石”

       2月10日，吉林大學高壓與超硬材料全國重點實驗室、綜合極端條件高壓科學中心劉冰冰教授、姚明光教授團隊聯合中山大學朱升財教授等取得了重大突破。發現了高溫高壓下石墨經由后石墨相形成六方金剛石的全新路徑，并"首次"合成出高質量六方金剛石塊材，發現其具有高出立方金剛石的極高硬度和良好的熱穩定性。該成果不僅提供了一種純相六方金剛石人工合成的有效途徑，給出了其獨立存在的有力證據，也為超硬材料和新型碳材料添加了性能更為優異的新成員，為突破立方金剛石的應用局限提供了可能，也對深入了解隕石中鉆石的具體來源和重大地質事件也有著重要意義。相關研究成果以“General Approach for Synthesizing Hexagonal Diamond by Heating Post-Graphite Phases”為題發表于《Nature Materials》。

       全球最大單晶金剛石襯底問世

       2月13日，日本EDP公司宣布成功研制出全球最大尺寸的單晶金剛石襯底，尺寸達到了32×31.5mm。根據EDP公布的未來發展計劃，公司計劃在2025年4月底前推出1英寸（25mm直徑）的金剛石晶圓，并將在2025年底前通過拼接4塊單晶的方式，研發2英寸（50mm直徑）的馬賽克晶圓。此外，EDP還設立了更長遠的發展目標：在未來2-3年內，將單晶尺寸提升至50×50mm，最終實現2英寸單晶襯底；如果突破50×50毫米的單晶生長技術，則可通過拼接4塊單晶，生產4英寸（100mm直徑）的馬賽克晶圓。

       征世科技成功研發30mm×55mm單晶金剛石散熱片

       2月20日，上海征世科技股份有限公司（以下簡稱：征世科技）宣布在單晶金剛石散熱片領域取得重大突破，成功研發出尺寸達30 mm×55 mm的單晶金剛石散熱片。這一成果標志著征世科技在散熱材料領域的技術已達到國際先進水平，為5G通信、人工智能、高性能計算等領域的散熱難題提供了全新的解決方案。具體參數為：尺寸：30 mm×55 mm；厚度：0.3~3.0 mm；熱導率：1800~2200 W/(m·K)；偏離角：(100)面偏角3°左右；氮濃度：0.2×10ˉ?以下。

圖源：征世科技

       征世科技成功研發2英寸單晶金剛石晶圓

       2月20日上海征世科技股份有限公司宣布成功研發出2英寸（1英寸=2.54 cm）單晶金剛石晶圓。具體參數為：尺寸：2英寸；厚度：0.3~3.0 mm；熱導率：1800~2200 W/(m·K)；偏離角：(100)面偏角3°左右；氮濃度：0.2×10ˉ?以下。

圖源：征世科技

       日本 Orbray 開發出20mm×20mm金剛石單晶基板

       3月，日本Orbray公司表示開發出了世界上最大的自立單晶（111）金剛石襯底的生產技術，尺寸為 20mm × 20mm。這一成果標志著公司在推進基于金剛石的量子器件和功率器件方面邁出了重要一步。早在2021年，Orbray宣布成功開發出了高質量、直徑2英寸的(100)自立式金剛石襯底。在這一金剛石晶體生長技術的基礎上，公司利用專門設計的藍寶石襯底，推進了(111)單晶金剛石自立襯底的開發。Orbray計劃在 2026 年之前將這項技術商業化。
       石墨烯聯手金剛石，突破極限

       上海交通大學沈彬教授課題組在高性能磨粒領域取得了重要進展。通過石墨烯以共價鍵界面裝甲金剛石磨粒，首次實現了傳統磨粒物理性能極限的突破。該研究不僅提升了傳統磨粒的耐磨損與拋光性能，也為基于液態金屬催化的微/納米顆粒表面原位改性提供了新的技術方案。相關研究成果以“Covalently armoring graphene on diamond abrasives with unprecedented wear resistance and abrasive performance”為題發表于《International Journal of Machine Tools and Manufacture》。