研究人員在提升金屬強度的實驗過程中有了意外收獲，他們(men) 利用脈衝(chong) 激光束照射在石墨層，製備出了納米金剛石薄膜（nanodiamond films）並實現了光刻燒蝕。該技術在生物傳(chuan) 感器乃至計算機芯片領域具有廣闊的應用潛力。 

    上圖描繪了一項新技術的工作原理，利用脈衝(chong) 激光束將石墨合成納米金剛石薄膜並在石墨上進行光刻，該技術有望應用於(yu) 傳(chuan) 感器及計算機芯片領域。 研究人員在提升金屬強度的實驗過程中有了意外收獲，他們(men) 利用脈衝(chong) 激光束照射在石墨層，製備出了納米金剛石薄膜（nanodiamond films）並實現了光刻燒蝕。該技術在生物傳(chuan) 感器乃至計算機芯片領域有巨大的應用潛力。 

   “過去我們(men) 製備人造金剛石需要高溫高壓環境，而新技術最大的優(you) 勢，就是可以選擇性地將納米金剛石微粒沉積在剛性表麵，無需苛刻的環境條件。”美國普渡大學（Purdue University）工業(ye) 工程副教授Gary Cheng說，“因為(wei) 我們(men) 是在室溫下做這個(ge) 實驗，因而降低了製備金剛石的成本。除此之外，我們(men) 還可以將設計好的圖案直接“刻寫(xie) ”在納米金剛石膜上。” 

    這種金剛石薄膜光刻技術具有選擇性，有望應用於(yu) 生物傳(chuan) 感器、量子計算、燃料電池和新一代計算機芯片等領域。 該技術利用了多層薄膜結構，包括一個(ge) 在玻璃蓋板覆蓋下的石墨層。當紫外脈衝(chong) 激光照射在該材料上，石墨層瞬間被電離形成等離子體(ti) ，並產(chan) 生一個(ge) 向下的壓力。之後，石墨等離子體(ti) 迅速固化成為(wei) 金剛石。最上層的玻璃蓋板限製了等離子體(ti) 的逃逸，使其形成了納米金剛石膜。Cheng認為(wei) ，“這些都是由超小的金剛石微粒和高強度的鍍膜層組成的，因而可以適用於(yu) 高溫傳(chuan) 感器。” 

    該研究成果發表在《自然》的在線期刊《科學報告》（Scientific Reports）上。該論文作者包括前普渡大學博士生Yuefeng Wang，Yingling Yang，Ji Li和Martin Y. Zhang，博士後研究助理Jiayi Shao，博士生Qiong Nian和Liang Tang，以及Gary Cheng。

     該發現源於(yu) 研究人員進行的一項實驗，當時他們(men) 正研究如何利用石墨薄層和納秒脈衝(chong) 激光（nanosecond-pulsing laser）來提升金屬強度。一名博士生意外發現，激光可以令石墨消失或呈現半透明現象。 

    “黑色的石墨層不見了，但是它去哪了呢？”Cheng說到。 

    隨後的研究表明，石墨變成了金剛石。普渡大學研究人員將該過程命名為(wei) 限製型脈衝(chong) 激光沉積（confined pulse laser deposition，CPLD）。 

    為(wei) 了證實該結構確為(wei) 金剛石，研究小組利用了一係列技術手段，包括透射電子顯微鏡，X射線衍射分析和電阻測量技術。 

    Cheng說，該技術已經通過普渡大學技術轉化部門申請了美國專(zhuan) 利。將該研究商業(ye) 化還需要更多的後續研究。