金剛石光柵，可在光譜和大功率激光控製中實現新的應用

由於瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的新的技術成果，光學衍射光柵現在可以由純金剛石製成，其表麵平滑至原子水平。這些新設備可用於光譜控製大功率激光器或尖端光譜儀，該技術已在國際金剛石和碳材料會議DCM2017上發表。
金剛石光柵具有對於光譜學和大功率激光器中使用的光學部件的理想的物性。鑽石在其導熱性方麵是無與倫比的，比任何其他材料的導熱性要高五到十倍。鑽石也是化學惰性的，極度堅硬，並且可以作為UV輻射以及紅外和可見光的良好介質。
氧氣切割鑽石

由EPFL的尼爾斯·誇克（Niels Quack）教授領導的團隊開發的技術是開創性的，因為這項技術能將輪廓清晰的形狀刻蝕成毫米尺寸的單晶金剛石板，其中凹槽僅分開幾微米，而且具有原子級別的光滑表麵。研究人員使用通過化學氣相沉積法（CVD）製造人造金剛石。

金剛石的蝕刻分幾個步驟，首先，將硬掩模穩定放置在金剛石板的表麵上，然後暴露在氧等離子體之下。在沒有被硬掩模覆蓋的部分，等離子體中的氧離子通過電場加速到金剛石的表麵上，然後氧離子逐一從金剛石表麵去除碳原子。

“通過調節電場的強度，我們可以改變被蝕刻的金剛石的形狀，”誇克說道。“對於不同的衍射光柵，我們刻出彼此間隔幾微米的三角形凹槽。我們調整工藝參數來選擇性地顯示一組輪廓清晰的晶體板，從而使我們能夠創建幾乎達到原子級平滑的V形凹槽，而單單用激光切割鑽石不可能獲得這種精度。”

這項使用微納米技術中心（CMI）設施開發的新技術是最近專利申請的主題。該技術相同的原理已經在矽中使用，但在鑽石中的運用從此前未得到證實。鑒於這一貢獻的重要性，博士生Marcell Kiss已被列入“青年學者獎”DCM2017的六個決賽入圍者之一。翻譯/NICK

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