十词知晓行业年度大事件：金刚石2020年度关键词出炉 / 开普饭

不知不觉，2020年已经接近尾声

这一年如此漫长，新年伊始，便以COVID-19惊悚地打开，小心翼翼活着每一天

这一年又那么快，似乎冬天蔓延，转眼间，雪花又飘落，抚平这一年的不容易

2020，这一特殊年份，我相信，在未来历史长河里都会被记住

静静思考，问问自己，盘点往事，这一年的你，都获得了哪些呢？

言归正传，2020年，金刚石材料行业获得里程碑成就呢？接下来，快和小编一起盘点2020年金刚石行业年度关键词

关键词1

量子科技

不得不说，这一年，量子科技彻底把钻石带火了，站在科技风口，连登Sicence子刊，再度登上Nature！

2020年11月，英国伦敦大学的Benjamin S. Miller等与Rachel A. McKendry课题组合作，发现纳米金刚石（Nanodiamond）的量子传感能力可用于提高基于试纸的诊断测试的灵敏度，有可能使诸如艾滋病毒等疾病的早期检测成为可能，目前也正在进行新冠病毒试点！相关研究结果发表在2020年11月26日的Nature期刊。

金刚石之所以可以作为量子领域的科研利器，是因为其晶体结构可以提供大量的缺陷宿主。金刚石是一种宽带隙材料，这意味着它可以在光学状态下通过跃迁能量来容纳一系列缺陷，从而使这些缺陷可以用现成的激光进行处理，被全球量子科研人员青睐。

关键词2

室温超导体

长达百年来，室温超导体一直是物理学的核心追求之一，更被赋予缓解人类能源问题的宏大愿景。今年10月14日晚间，Nature一项新纪录，轰动整个物理界：跨过了273K（约0℃）这个节点，一举实现287K（约15℃）温度下的含碳硫化氢超导。这种室温超导是在金刚石“砧板”制造的267Gpa高压下实现的，相当于200多万倍标准大气压，很难谈得上实际应用。但作为世界顶级学术期刊，《自然》从收到这篇论文（8月31日）到接受（9月8日）仅仅用了不到10天时间，可见该成果的里程碑性意义。

关键词3

2.8万年纳米金刚石电池

一种叫做纳米金刚石电池的概念迅速崛起，NDB连续两则新闻使整个行业沸腾起来！

8月底，美国加州NDB公司正式宣布，其公司基于核废料提取物的纳米金刚石电池，绝对颠覆能源方程式，像微型核发电机一样，在不需要充电的情况下，可持续使用时间可长达10年甚至28000年！随后，NDB再次宣布完成了纳米金刚石电池的两项概念验证测试，NDB提供的纳米金刚石电池可收集40%电荷，比仅具有15%电荷收集效率的商用纳米金刚石电池有了显着改进。

关键词4

胶体金刚石

胶体金刚石，立方金刚石结构的自组装胶体颗粒，一直以来是研究人员的梦想。2020年9月，纽约大学一项研究设计出一种使用部分压缩的胶体团簇来指导胶体自组装的新方法，通过使用贴片-贴片粘合结合空间互锁机制(选择所需的交错键方向)来写入粒子的形状，以可靠的自组装成金刚石结构的胶体，从而可以实现该结构的低成本、大规模生产。该发现为设计高效的光学电路打开一扇新的大门，或将改变未来十年光学技术的开发和使用方式，将颠覆未来光学技术。相关成果以题为“Colloidal diamond”的文章发表在Nature上。

关键词5

大单晶、终极半导体

目前在第三代半导体研究中，金刚石被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料，被业界誉为“终极半导体”。但是金刚石材料如何能够实际应用，其实现商业化的最大问题是金刚石的高效体掺杂尚未解决，制造P型晶体管容易、但N型掺杂是第一大拦路虎，第二大拦路虎是双面点状掺杂形成PN节，构造出集成电路，任重而道远！金刚石材料制备技术的提升是金刚石电子器件性能提升的推动力，如何获得大尺寸高品质金刚石单晶材料一直是科研产业的重点方向！

9月11日，大尺寸高品质金刚石单晶材料生产装备及工艺技术研发和产业化项目，在哈工大机器人中山基地正式启动。金刚石单晶及制品是超精密加工、智能电网等国家重大战略实施及智能制造、5G通讯等产业群升级的重要材料基础，这一技术的突破与产业化对于中国智能制造、大数据产业自主安全具有重大意义。

关键词6

十四五

微电子技术显著推动了信息化社会的发展，以氮化镓和碳化硅为代表的宽禁带半导体与氧化镓和金刚石为代表的超宽禁带半导体是继硅和砷化镓之后的第三代半导体材料。我国大力支持发展第三代半导体产业，十四五规划对半导体产业链各个关键“卡脖子”环节将重点支持，为中国芯产业走向自主化，实现国产替代推上日程，营造良好的政策环境。

关键词7

“硬”且“韧”

硬度和韧性之间的平衡对材料性能提升至关重要。金刚石是自然界最硬物质，但它的脆性也是已知无机晶体材料中最大的。燕山大学田永君院士、周向锋教授课题组和北京航空航天大学郭林教授课题组联合报道了一种具有高硬度、高韧性的多级结构金刚石复合材料。这种纳米孪晶金刚石复合材料在不牺牲硬度的情况下（维氏硬度约200 GPa），断裂韧性可提高到26.6 MPa m1/2，大约是常规人工合成金刚石断裂韧性的5倍，甚至还高于镁合金，并与铝合金的断裂韧性相当。相关成果发表在Nature上。

关键词8

嫦娥五号，月球抓土

“嫦娥”奔月，惊艳世界！“长五”送“嫦五”，月球去“挖土”。随着嫦娥五号成功发射，中国首次月球采样返回任务持续引发全世界关注！

12月2日22时，经过约19小时月面工作，探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。最终，嫦娥五号将会把大约2公斤月球样品带回到地球，供科学家在实验室进行详细的分析研究。看似简简单单的采样挖土，却蕴含高科技！超硬材料行业专家、中国地质大学（武汉）段隆臣教授团队和李大佛教授团队参加了部分钻探方案设计和钻探模拟试验等工作，为“嫦娥”配上金刚钻，采用表钻结合，多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式。超硬材料助力圆中国梦！

关键词9

室温金刚石

天然钻石形成于地球深处高温高压条件下，通常需要数十亿年时间，而以往合成人工钻石总离不开高温。澳大利亚和美国研究人员组成的研究团队近期在室温下用短短数分钟造出钻石，实现突破。科研人员使用的是一种全新技术，在普通室温下，使用金刚石砧设备，向碳原子施加意想不到高压，相当于640头非洲大象的压力施加到一只芭蕾舞鞋尖上，让碳原子就位，几分钟后就形成六方晶系陨石钻石和常规钻石。六方晶系陨石钻石也就是蓝丝黛尔石，其硬度要比普通钻石高出58%。