近日，中國科學院上海光學精密機械研究所微納光電子功能資料實驗室研究團隊在金剛石異質外延研究方面取得新進展，相關研究成果發表在Materials Chemistry and Physics《材料化學與物理》上。
在所有已知資料中，金剛石具有最高的熱導率、極其穩定的物化性質，這使得金剛石成為熱管理應用的首選資料。近些年來，金剛石與雷射晶體的鍵合科技迅速發展，有效緩解了固體雷射器的熱效應，然而該科技對金剛石的平整度和粗糙度的要求極高，給金剛石加工帶來了巨大的挑戰。
研究人員提出了一種新的雷射晶體熱管理方法，即直接在晶體表面異質外延生長金剛石薄膜。研究人員採用微波电浆化學氣相沉積科技（MPCVD），以與金剛石性質差异巨大的YAG晶體作為襯底，系統地研究了在該襯底上異質外延生長金剛石的工藝，討論了預沉積處理對金剛石異質外延的作用機理，成功製備了一系列連續、高品質的金剛石薄膜。對沉積後的YAG晶體表徵後發現，金剛石薄膜的沉積有效地提高了晶體的熱效能，同時對其光學效能的影響極小，滿足雷射應用的需求。該研究為固體雷射器的熱管理提供了新的選擇。
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圖1不同樣品的表面形貌及其熱學效能
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