▲ Knowledge is Power
今天講的這個事兒，可能很多人都不怎麼明白，但對於人類的發展來說卻是一個非常重要的信息。
我儘量用通俗的語言表述一下。
美國有個很有名的實驗室，叫「勞倫斯利弗莫爾國家實驗室」（Lawrence Livermore National Laboratory，簡稱 LLNL ）。這個實驗室隸屬於美國能源部的國家核安全局，由加州大學伯克利分校物理學教授歐內斯特·勞倫斯（諾貝爾獎得主）、愛德華·泰勒（氫彈之父）共同建立（1952年）。咱們熟悉的「化學元素周期表」上，第113-118號元素就是這個實驗室發現的。
我偶然發現，就在12月14號，LLNL的科學家在APL（Applied Physics Letters）上發表了一篇有趣但很複雜的論文，主要的觀點就是，高品質的CVD培育鑽石可用於「超寬禁帶半導體」，並將極大推動電網、機車、電動車行業的發展。
這個「超寬禁帶」是個啥玩意兒呢？科普一下：
在固體中，電子的能量值是不同的，而且都分布在不同的「能帶」上。有些電子被束縛了，叫做「價電子」；有些很自由地跑來跑去，叫做「自由電子」。價電子所在能帶與自由電子所在能帶之間的間隙，被稱為「禁帶」或「帶隙」，英文叫bandgap。價電子要成為自由電子，就需要額外獲得能量。這種能量，就是「禁帶寬度」。我們之前用的材料：矽（Si），禁帶寬度是1.12電子伏特(eV)。後來開發出了一些材料，增大了禁帶寬度，被統稱為「寬禁帶半導體材料」，可以達到2.3eV以上，比如碳化矽（SiC）。沒錯，就是莫桑石。講到這裡，「超寬禁帶」的意思，以及代表了什麼樣的技術，就不言自明了吧。
在半導體中，有三個因素很重要：
（1）載流子遷移率，說白了就是電子跑得快不快；
（2）擊穿場強，反映的是耐電強度；
（3）導熱性，這個比較好理解。
CVD技術的培育鑽石，作為高品質的單晶體金剛石，在上邊這三個方面的表現極其優秀。
LLNL的科學家Paulius Grivickas說：「我們通過對高純度的CVD鑽石進行鐳射處理，爭取能『定製』其中的載流子生命周期。」
嗯，他用的原文是「tailor」，就是定製的意思。
在半導體技術中，有一個關鍵的設備，叫「光導開關」（photoconductive switch），作用可以理解為「利用雷射脈衝進行觸發」。以前，光導開關的關鍵材料是矽，但是用矽做原材料的開關龐大且笨重。Paulius認為，用CVD鑽石做光導開關材料的話，「大概能縮到指甲蓋這麼大小」。
這篇論文真的不短，內容也很前沿，我在本文介紹的只是它的冰山一角而已。有興趣的小夥伴可以點擊「閱讀原文」查看。總之，LLNL的表態對於培育鑽石行業（尤其是CVD）的發展是有積極意義的。我們將繼續觀察，看看它能給人類的發展帶來什麼樣的驚喜。
鑽石觀察
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