【大河财立方 记者 史冰倩 河南日报全媒体记者 黄岱昕】 超硬的金刚石,亦可变成360度弯曲的薄膜。3月25日,2025年度“中国科学十大进展” 在2026中关村论坛年会开幕式上发布。其中,“创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜”受到广泛关注。在下午的专家解读会上,郑州大学副校长单崇新教授受邀就该进展作了解读。

金刚石具有极高的硬度、超高的载流子迁移率、强大的介电击穿强度、优异的热导率以及宽禁带特性,被誉为“终极半导体材料”。但传统的制备技术难以实现大规模、超平整金刚石薄膜的生产,限制了其产业化应用的发展。香港大学、南方科技大学、北京大学东莞光电研究院共同开展的这项研究,实现了规模化制备柔性超平金刚石薄膜的重大突破。
“该研究基于薄膜生长界面的非对称模型,创造性地开发出一种‘边缘暴露剥离’方法。”单崇新在解读会上说,利用最新研究成果,几秒钟内即可完成传统激光切片、底材刻蚀等需耗时数十小时的工艺;所得亚微米厚度的金刚石薄膜具有亚纳米级的表面粗糙度和可360度弯曲的弯折能力,并具备传统刚性金刚石块材所不具有的柔韧性,为“弹性应变工程”及“应变传感”的应用奠定了基础。该方法有望加速金刚石薄膜在下一代高性能电子、柔性光电子和量子技术等领域的应用。
会后,单崇新在接受记者采访时表示,人造金刚石等超硬材料产业是我省的优势产业。河南肩负着超硬材料行业高质量发展的重任,面临发展新质生产力的迫切要求,更应有加强科技创新和转型升级的紧迫感。
“十五五”规划纲要多次点名新材料,将其作为战略性新兴产业要求加快发展。“如何更好把创新链和产业链深度融合,在传统产业中发展新质生产力,是值得思考的问题。”
在具体路径上,单崇新提出两点建议。一方面加强科技创新,基础研究是高新技术的源头活水,要不断强化前沿探索和基础研究。另一方面加强成果转化,这是促进传统行业高质量发展的不二法门。以科技为行业赋能,让更多原始创新成果在河南诞生,确保我省超硬材料产业未来在全国乃至全球产业链中占有一席之地。
谈及行业未来发展前景,单崇新指出,超硬材料应用场景广泛,除了作为工具或宝石,还可作为半导体、量子器件等,涉及多个学科和领域。因此,要加强多学科、多行业交叉融合,充分发掘出应用场景。
据介绍,郑州大学近年来十分重视交叉学科发展,率先成立一批学科交叉创新中心,超硬材料名列其中;成立超硬材料人才培养联盟,聚焦社会需求,打破学科壁垒,构建产学研用贯通的教育体系,为全省、全国培养急需紧缺的研究型人才。
“金刚石薄膜以其特有的优异性能,在半导体领域的应用非常有想象空间,未来会是一个巨大的市场。”该成果研发团队代表、香港大学副教授褚智勤接受采访时表示,近期多项行业动态表明,金刚石材料有机会摆脱仅作为传统工具的用途,走向更高端的产业、更精细的细分领域。此次获评年度中国科学十大进展,是粤港澳大湾区融合合作结出的硕果。河南的人造金刚石产业具有良好基础,未来也期待有机会与当地开展产业成果转化等方面的合作。
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