| 我國直徑5英寸CVD金剛石窗口製備技術再上新臺階 |
| 直徑5英寸CVD金剛石產品厚度達到1mm |
近日，《中國科學報》記者從河北省雷射研究所獲悉，該所直徑5英寸CVD金剛石窗口製備技術再上臺階，其產品厚度達到1mm，比之前的0.7mm高出0.3mm。該所所長孫振路表示，這標誌著我國915MHz、75KW的微波CVD金剛石設備基本成熟，實現了趕超國外先進水平的目標。
據了解，CVD金剛石膜研究已有30餘年的歷史，不斷有新的亮點和新的研究方向出現。納米（NCD）和超納米（UNCD）金剛石膜及相關應用研究在相當長一段時間內將繼續是國內CVD金剛石膜研究的熱點之一。
「基於金剛石膜的SOD、SAW，行波管和其它高功率器件，光學窗口（球罩）等高技術應用將有可能得到更大的重視，並有可能在未來5-10年內獲得實際應用，有可能形成小規模的市場。」河北省雷射研究所技術人員姜龍表示，隨著5G時代的來臨，高頻大功率微波器件的散熱問題越來越嚴重，而金剛石的熱導率是常用矽材料的15倍，採用CVD金剛石作為器件的襯底優勢非常明顯。河北省雷射研究所已經和國內多個研究所合作，進行了此方面的研究工作，取得了良好的開端。
隸屬於河北省科學院的河北省雷射研究所，從1992年開始從事CVD金剛石製備技術的相關研究，曾先後承擔了「八五」「九五」「十五」期間的國家「863」科技計劃項目（和北京科技大學共同承擔），多項河北省科技支撐計劃、河北省自然基金等，研發了獨具特色的直流電弧等離子體噴射CVD金剛石設備及工藝，相關科技成果獲河北省科技進步一等獎一項，二等獎兩項，三等獎四項，專利授權8項。
姜龍介紹，近年來他們分別和中科院上海應用物理研究所、中科院物理研究所合作，實現了CVD金剛石螢光靶成功應用於國家大科學工程「上海光源」中CVD單晶金剛石高壓窗口、應用於X射線小角散射測試線；與中科院上海技術物理研究所合作，CVD金剛石成功應用於型號衛星載荷的探測窗口；中科院大連化物所合作CVD金剛石熱沉應用於碟片雷射器晶體散熱。
為發展CVD金剛石在光學、電子學等領域的應用，該所項目組和北京科技大學唐偉忠教授合作開發微波CVD金剛石沉積技術，驗證了多種諧振腔的高功率2.45GHz微波CVD金剛石設備，建立了國內首臺915MHz、75KW微波CVD金剛石設備。目前，直徑2英寸的多晶CVD金剛石窗口已經進入了中試階段，直徑5英寸的多晶CVD金剛石窗口也已經製備出了樣品。以2.45GHz設備為基礎，項目組還進行了同質外延單晶CVD金剛石的研究，主要應用於探測器、電子器件和珠寶等領域，目前已經取得了可喜的進展。
「CVD金剛石在先進科研、航空航天、大科學裝置等領域有廣泛的應用，甚至是唯一的選擇，例如研究核聚變的託卡馬克裝置上，大功率微波的饋入窗口只能選擇多晶CVD金剛石。」孫振路表示，河北省雷射研究所研究團隊和上海及北京同步輻射光源進行了多項合作，已經成功研製了CVD金剛石螢光靶探測器、刀片探測器，正在進行X射線位置探測器、X射線窗口、紅外窗口的研發；金剛石已經成功在衛星擴熱板、遙感衛星窗口、相控陣雷達收發模塊等領域成功應用。
孫振路介紹，項目組研發的915MHz微波CVD金剛石設備及5英寸CVD金剛石製備技術目前尚未見國內有報導，打破了國外壟斷，在國內具有較大的技術優勢。
據悉，在多年研發的基礎上，河北省雷射研究所項目組在石家莊市平山縣建立了佔地30畝的產業化基地，基礎條件完善，一期工程共有直流電弧等離子體噴射CVD金剛石設備60多臺，產業化規模行業內領先。目前4000平方米的二期工程正在建設中，將為科研成果的轉化提供更好的條件。