如影随形

像纸一样！金刚刚石膜“卷”起来了

发布时间：2025-01-07 08:32编辑：[db:作者]浏览（182）

■本报记者 张晴丹从金刚石这种无比坚挺的资料上剥离出年夜片完全的膜，听起来像天方夜谭，现实做起来艰苦更多。两年时光不任何停顿，喷鼻港年夜学副教学褚智勤一度想“砍失落”这个课题。但科研本就须要勇闯“无人区”。“就看愿不肯意下血本，简略的事没什么危险，固然也不会有年夜收益。固然很难，但咱们仍是想拼一拼。”褚智勤说，“我感到人生就应当赌一把。”他赌赢了。历时5年，这个课题终于“成果”了。褚智勤团队结合喷鼻港年夜学教学林原、北京年夜学教学王琦、北方科技年夜学助理教学李携曦，首创了一种金刚石剥离技巧，可取得超薄且超柔韧的金刚石膜——它就像一张纸一样能够卷起来。近期，相干研讨结果宣布于《天然》。天下初次“2004年安德烈·海姆跟康斯坦丁·诺沃肖洛夫初次用胶带剥离出石墨烯，斩获2010年诺贝尔物理学奖。20年后，咱们初次实现了碳资料家属的另一位成员——金刚石薄膜的年夜范围剥离。”论文第一作者、褚智勤课题组的景纪祥说。时光指针拨回到2019年。始终聚焦于金刚石资料跟响应量子探测研讨的褚智勤，很想用金刚石实现一些功效。他与李携曦提出制备年夜面积平坦的金刚石膜的假想。第二年新招进组的一位博士后接下了这个课题，但两年上去，多少乎不播种。终极，这位博士后分开了课题组，另找了一份任务。金刚石，不只是珠宝界的明星，也是电子跟光子资料中的“珠穆朗玛峰”。金刚石膜一旦制备胜利便能庸庸碌碌。褚智勤不想就此废弃，他把这个本人十分重视的课题交给了事先的博士生景纪祥。很长时光里，景纪祥搜索枯肠，无论用什么措施，都无奈失掉平坦的金刚石膜。直到有一次，景纪祥不警惕碰破了金刚石块，发明其边角有一小片翘起来了。他灵光一闪：“能不克不及直接用剥离的方式把膜揭上去？”现实上，这个主意有些反直觉。究竟金刚石很硬、脆性高，不太可能实现。但褚智勤以为，这个猖狂的主意值得一试。经由过程一直调剂参数，他们仿佛找到了一些可行性。“简略来说，就是先损坏金刚石的一个边沿，裸露出一个‘新颖’的缺口，从这个最优‘窗口’的某个特定角度，使劲学手腕剥离出一年夜片完全的金刚石膜。这是纯物理方式，不波及溶液跟化学进程，因而剥离出来的成长面齐备。”褚智勤说。这张膜十分完善。论文中描写的金刚石膜为两英寸，现实上，他们曾经能在试验室剥离出超越4英寸的金刚石膜。更让人惊喜的是，金刚石膜不只十分薄，仍是一张柔性膜，表示出出色的机能。“它能够像一张纸一样卷起来。这种柔性十分主要，咱们能够经由过程力学形变来调控一些机能。金刚石须要掺杂某种元素才干酿成半导体，而金刚石半导体掺杂研讨始终比拟艰苦。当初，咱们经由过程形变就能实现金刚石半导体性子的调控，这完整能够开拓出一条全新赛道。”褚智勤说。这一研讨为年夜范围出产高品质金刚石膜开拓了新门路，存在宏大的潜伏利用代价。“金刚石膜展示了良多优良的机能，信任将来会在电子、光子、机器、热学、声学跟量子范畴年夜放异彩。”景纪祥表现。被拒时，心态最主要这项研讨堪称是范畴内的一个严重冲破。投稿之前，褚智勤动摇地以为，相干论文应当宣布在一个影响力高的平台。“咱们事先对顶刊做了剖析，感到《迷信》可能更爱好这种冲破惯例头脑的内容。”褚智勤说。于是在2023年11月，他们把论文投给了《迷信》。固然送审很快，但反应的成果令人懊丧。3位审稿人的看法天壤之别。第一位审稿人极尽赞美；第二位审稿人竭力支持，以为金刚石资料不特殊年夜的用途；第三位审稿人以为文章很风趣，但不合适在《迷信》宣布。褚智勤跟配合者一直深信这项研讨的主要性。2024年1月，他们将文章转投《天然》，成果又吃了一记闭门羹。《天然》编纂复兴说，另有一些内容没讲明白、有一些测试不做，以是论文可能达不到宣布的程度。固然被拒，但研讨团队从拒稿信里看到了些许盼望。“研讨确实还完善一些本质性内容，以是在收到拒稿信后，咱们又补做了4个月的试验，剖析了试验数据，特殊是对膜的品质做了剖析。咱们猜想，编纂盼望看到更多证实金刚石膜品质优良性的证据，咱们就只管弥补响应内容。”褚智勤表现。弥补数据、收拾参考文献、增添总结性图表……论文多出了好多少十页的新内容。当做好万全的筹备后，2024年4月研讨团队再次投出文章。又阅历两轮修正后，文章终于在2024年10月被接受，并于近期宣布。“在这个进程中真的要摆正心态。这就比如加入测验，假如你是为了测验而测验，这个进程必定是苦楚的。假如先不斟酌成果怎样，而是把重点放在温习上，你就会有良多思考，各方面的才能都市失掉晋升。”褚智勤说。对科研坚持纯洁的酷爱“不急躁，脚踏实地地做好每一件噜苏的事，实现每一个小目的。”这是褚智勤的科研不雅。这些观点的构成源于他博士后阶段的导师、德国斯图加特年夜学教学Joerg Wrachtrup—— 一位量子探测范畴泰斗级的迷信家。“只有不出差，他都‘泡’在研讨所里。早上八点定时到办公室，晚上八九点才分开。他把全部的热忱都投入到迷信研讨中。”褚智勤说。Joerg Wrachtrup对科研的这份纯洁的酷爱，深深沾染着褚智勤，有一件事件始终让他历历在目。“有一次，他到试验室找我，说想看一下我的试验条记，但看过之后很不满足，以为试验条记不敷具体。他把我叫到办公室，从柜子里翻出厚厚一沓昔时他读博时的试验条记。我看到下面手写的密密层层、清楚又具体的条记时，很受震动。”导师的现身说法深深影响了褚智勤。“科研起步时，我会对每一位先生说，要做一些详细的、小的名目。目的不要‘矮小上’，从比拟求实的目的动手，一点点往前走。并且，我盼望先生是发自心坎地酷爱科研。做科研面临掉败是常态，我很重视先生能否能够稳住负面情感、骄傲自大，在四周人都不看好的情形下，沉着地改变局势、逆流而上，开拓出一片新寰宇。”褚智勤说。相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08218-x