瑞士洛桑聯邦理工學院研究出一種新技術將純金剛石制成光學衍射光柵。這些新原件可以用來改變高性能激光的波(bo)長，也(ye)可應(ying)用于(yu)先進的光譜儀。

　　瑞士洛桑聯邦理工學院科研人員研發一種新方法，通過顯微鏡將金剛石切割成特定的形狀，并打磨拋光。2017年9月(yue)5日，在國際金剛石和(he)碳材料大會上介(jie)紹了這種技術。這個新技術對光譜學和(he)高能量激光光學原件有獨特意義。

　　類似棱(leng)鏡，衍射(she)(she)光(guang)柵(zha)由平行的(de)細槽(cao)構成，這些細槽(cao)將光(guang)分散為光(guang)譜分量。衍射(she)(she)光(guang)柵(zha)由玻璃和(he)硅材料制成，它可(ke)以(yi)改(gai)變激光(guang)的(de)顏色(se)。

　　瑞士洛桑聯邦理工學(xue)院的(de)(de)(de)工程(cheng)系(xi)的(de)(de)(de)教授尼(ni)爾斯(si)夸克帶領(ling)的(de)(de)(de)研究小(xiao)組(zu)發現單晶金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石也(ye)可(ke)(ke)(ke)以制(zhi)成衍射(she)光(guang)柵(zha)。這(zhe)項發現開啟了該領(ling)域的(de)(de)(de)新(xin)(xin)可(ke)(ke)(ke)能(neng)。金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石具有很好(hao)熱傳導性，是其(qi)他材料的(de)(de)(de)5到10倍。金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石硬度極高，在(zai)UV射(she)線，紅外(wai)線及其(qi)他可(ke)(ke)(ke)見光(guang)束下工作(zuo)性能(neng)良好(hao)。金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石具有化(hua)學(xue)惰性，即使腐(fu)蝕性最強的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)物質(zhi)也(ye)不能(neng)將其(qi)腐(fu)蝕。這(zhe)也(ye)意味著金(jin)剛(gang)(gang)(gang)石很難加工制(zhi)造。這(zhe)種新(xin)(xin)的(de)(de)(de)切(qie)割方(fang)式非常有效。

　　利用氧氣來切割金剛石

　　研(yan)(yan)究(jiu)小(xiao)組發現(xian)的(de)(de)這項技術具有開創性意義，利用這個技術將金剛石(shi)(shi)蝕刻(ke)為毫(hao)米(mi)級(ji)別的(de)(de)單(dan)晶金剛石(shi)(shi)碟(die)。表面(mian)光潔度很(hen)高(gao)，槽與槽直接的(de)(de)距離只有幾(ji)微(wei)米(mi)。研(yan)(yan)究(jiu)中科研(yan)(yan)小(xiao)組用的(de)(de)是化學氣(qi)相(xiang)沉積法制成(cheng)的(de)(de)金剛石(shi)(shi)。

　　金(jin)剛石(shi)(shi)蝕刻分為(wei)以下(xia)幾個步驟，首先，在金(jin)剛石(shi)(shi)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面沉積形(xing)成一層硬膜(mo)，之(zhi)后通過氧氣(qi)電(dian)漿，通過電(dian)場(chang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在金(jin)剛石(shi)(shi)表(biao)(biao)面形(xing)成氧離(li)子(zi)(zi)。沒有硬膜(mo)的(de)(de)(de)覆(fu)蓋的(de)(de)(de)地方(fang)，氧離(li)子(zi)(zi)使碳(tan)原子(zi)(zi)脫(tuo)離(li)金(jin)剛石(shi)(shi)表(biao)(biao)面。通過調節電(dian)場(chang)的(de)(de)(de)強度，可以改(gai)變(bian)金(jin)剛石(shi)(shi)蝕刻的(de)(de)(de)形(xing)狀。我們(men)雕刻出槽間距(ju)為(wei)幾微米的(de)(de)(de)三角(jiao)形(xing)的(de)(de)(de)溝槽，用(yong)(yong)來制(zhi)作衍射光柵。調整加(jia)工參數，有選(xuan)擇性的(de)(de)(de)展示出界限清(qing)楚的(de)(de)(de)一組晶面。采用(yong)(yong)這(zhe)種加(jia)工方(fang)式，我們(men)可以加(jia)工出原子(zi)(zi)層級(ji)平滑的(de)(de)(de)V型槽，用(yong)(yong)激光切割方(fang)式是不可能實現的(de)(de)(de)。（編(bian)譯：中(zhong)國(guo)超硬材(cai)料(liao)網）