LLNL前沿论文：培育钻石可用于超宽禁带半导体
今天讲的这个事儿，可能很多人都不怎么明白，但对于人类的发展来说却是一个非常重要的信息。
我尽量用通俗的语言表述一下。
美国有个很有名的实验室，叫“劳伦斯利弗莫尔国家实验室”（Lawrence Livermore National Laboratory，简称 LLNL ）。这个实验室隶属于美国能源部的国家核安全局，由加州大学伯克利分校物理学教授欧内斯特·劳伦斯（诺贝尔奖得主）、爱德华·泰勒（氢弹之父）共同建立（1952年）。咱们熟悉的“化学元素周期表”上，第113-118号元素就是这个实验室发现的。
我偶然发现，就在12月14号，LLNL的科学家在APL（Applied Physics Letters）上发表了一篇有趣但很复杂的论文，主要的观点就是，高品质的CVD培育钻石可用于“超宽禁带半导体”，并将极大推动电网、机车、电动车行业的发展。
这个“超宽禁带”是个啥玩意儿呢？科普一下：
在固体中，电子的能量值是不同的，而且都分布在不同的“能带”上。有些电子被束缚了，叫做“价电子”；有些很自由地跑来跑去，叫做“自由电子”。
价电子所在能带与自由电子所在能带之间的间隙，被称为“禁带”或“带隙”，英文叫bandgap。
价电子要成为自由电子，就需要额外获得能量。这种能量，就是“禁带宽度”。
我们之前用的材料：硅（Si），禁带宽度是1.12电子伏特(eV)。
后来开发出了一些材料，增大了禁带宽度，被统称为“宽禁带半导体材料”，可以达到2.3eV以上，比如碳化硅（SiC）。没错，就是莫桑石。
讲到这里，“超宽禁带”的意思，以及代表了什么样的技术，就不言自明了吧。
在半导体中，有三个因素很重要：
（1）载流子迁移率，说白了就是电子跑得快不快；
（2）击穿场强，反映的是耐电强度；
（3）导热性，这个比较好理解。
CVD技术的培育钻石，作为高品质的单晶体金刚石，在上边这三个方面的表现极其优秀。
LLNL的科学家Paulius Grivickas说：“我们通过对高纯度的CVD钻石进行镭射处理，争取能'定制’其中的载流子生命周期。”
嗯，他用的原文是“tailor”，就是定制的意思。
在半导体技术中，有一个关键的设备，叫“光导开关”（photoconductive switch），作用可以理解为“利用激光脉冲进行触发”。以前，光导开关的关键材料是硅，但是用硅做原材料的开关庞大且笨重。Paulius认为，用CVD钻石做光导开关材料的话，“大概能缩到指甲盖这么大小”。