金刚石薄膜的性质及应用

近年来，培育钻石已然成为科研和工业界普遍关注的热点行业，究其原因还在在于金刚石薄膜的优良理化性质。其主要的理化性质如下：

1、金刚石的力学性质

由于金刚石单晶中原子处于四面体稳定结构的顶点且具有非极性共价键的特点，因此金刚石的力学性质非常优异，在自然界中，金刚石具有很高的硬度，其维氏硬度高达10000kg/mm2，可以用来制作高精度、有效并且长寿命切削加工刀具。

2、金刚石的声学性质

金刚石是声速传播快的介质，因此可以作为优异的声学材料。金刚石具有很高的弹性模量和杨氏模量，而上述特点有助于高频声学波的高保真传输，因此金刚石可以广泛用于制造的声学元器件。

3、金刚石的光学性质

金刚石在从紫外到红外的光谱区都有良好的透光性。与普通光学材料相比，金刚石抗辐射能力强，对红外光的吸收率小，可以用于制作用于极限环境的远红外光学窗口。 

4、金刚石的电学性质

金刚石具的电学性能优异，是一种很好的半导体材料。金刚石相对于其他半导体材料，具有很高的电子和空穴迁移率和宽的禁带宽度。空穴迁移率约是硅的3倍，因此以金刚石制造的电路的运行速率非常高，且载流子不易积累，可以提高半导体器件的性能以及可靠性。另外，金刚石的负电子亲和势使得其能够在低压下发射子，是冷阴极场发射的理想材料。

5、金刚石的化学性质

由于金刚石的化学键结合力强，因此金刚石有很好的化学稳定性及抗腐蚀性，在室温下几乎不与任何化学试剂发生反应，相对于Si和GaAs等其他半导体材料，金刚石具有更好的高温稳定性和化学稳定性。