金刚石 C

实验室中制造出金刚石意味着可以通过改变生产过程的特定参数来改变金刚石的特性,使其适应不同的应用。 

金刚石因其优异的物理和化学性质,被研究者广泛研究,以期望用于制作高频率、高功率、高温度的电子器件, 包括场效应晶体管、二极管和电阻等。 

金刚石内含的色心(包括氮空位中心和硅空位中心),使它在量子计算和量子通信领域具有巨大潜力。这些缺陷可以被操作和控制光子和自旋态,其具有极高的热导率,化学稳定性好,并具有优良的光学和自旋特性,尤其是室温下的长自旋相干时间。可应用在量子信息处理,生物标记,灵敏磁场探测,以及纳米尺度的热传输控制等领域。

电子级金刚石有极高热导率和绝缘性,强大的场效应晶体管特性即高电子/空穴迁移率和高击穿电压。是高温、高频、高功率和辐射环境下等极限条件下的电子器件的理想材料。

晶体的声子导热带来的极高的热导率,作为高功率器件如LED、激光器、芯片的散热热沉材料。

金刚石因其生物相容性、化学稳定性、机械硬度和光学透明度等独特的物理化学性质,还被广泛应用于生物医学领域。例如,作为生物传感器、药物递送载体等。 


二面体科技(DHD)提供优质的多种量子金刚石、电子级金刚石和热沉金刚石,可以应用在NV色心基本性质研究、高空间分辨率的量子精密测量、平面量子精密测量、高灵敏度量子精密测量、微波激射器、微纳加工、高功率器件如高功率LED、高功率芯片和高功率激光器等。

二面体科技提供多种规格订制的高质量C(金刚石)晶体材料

应用

量子信息处理
生物标志
灵敏磁场检测
以及纳米级热传输控制
高温、高频、高功率、辐射环境下的电子器件
高功率器件如LED、激光器、芯片的散热热沉材料

特点

优良的光学和自旋特性,尤其是室温下的长自旋相干时间
高电子/空穴迁移率
高击穿电压
含有特定的色心,能够在量子等级上操作和控制光子和自旋态
极高的热导率
化学稳定性好

  • 量子级金刚石单晶



     单NV色心 色心阵列 2D-NV色心系综 高浓度NV色心系综
    参 数                                                           典 型 值
    NV浓度 1pc/μm2 0.25pcs/μm2 1011-1013pcs/μm2 10-300ppb
    T1 ~5ms ~5ms 1-5ms ~5ms
    T2 ~200μs 100-200μs 10-100μs 50-200μs
    T2* ~0.5-8μs ~0.3-2.2μs ~0.3-0.8μs ~0.7-1μs
    特点 •相干性好;
     •浓度可控
     •深度可控(5-100 nm)
     •图案化便于NV色心的定位
     •相干时间长,深层NV色心T2>200 us
     •深度可控(5-100 nm)
     •氧终止表面确保浅层NV色心具有稳
    定的荧光以及长的相干时间
     •浓度高,可控(10 ppb-300 ppb);
     •相干性好, T2≈50−200 us
     应用场景 •NV色心基本性质研究
     •高空间分辨率的量子精密测量
     •NV色心基本性质研究
     •高空间分
    辨率的量子精密测量
     •NV色心基本性质研究
     •平面量子精密测量
     •高灵敏度量子精密测量
     •微波激射器

    注: 可订制微米级颗粒。


    半导体金刚石(电子级,氢终端)


    电子级金刚石 氢终端金刚石
    参 数
    数 值
    参数数值
    晶向 <100>尺寸5*5mm-20*20mm
    尺寸0.2*0.2mm-20*20mm厚度0.15-3mm
    粗糙度Ra <5nm氮杂质含量< 100 ppb
    13C 1.10%载流子迁移率≥55 cm2/V·s
    N浓度 <5ppb空穴浓度
    ≥2×1013cm-2
    B浓度 <1ppb

    NV浓度 <0.05ppb

    默认抛光面为<100>面, 可根据需要尺寸和厚度订制。


    常规金刚石单晶(微纳加工等)


    项目

    单晶金刚石

    备注

    *宽

    5*5mm, 7*7mm, 8*8mm, 10*10mm

    尺寸可定制

    长宽公差

    ±0.05mm


    厚度

    0.3-4mm


    厚度公差

    ±0.1mm


    晶体取向  (错切)


    侧面晶向

    <100>/ <110>


    下表面

    100)面


    上下表面衍射角2θ

    119.5±0.5°


    摇摆曲线半高宽

    (FWHM)

    0.06°


    边缘

    激光切割


    边缘激光切口

    <3°

    厚度0.3-4mm

    上下表面粗糙度

    抛光 , Ra<5nm


    热导率

    ≥2000W/(m*K)


    氮含量

    100ppb


    拉曼特征峰

    1332±1cm-1


    拉曼特征峰半高宽

    4cm-1


    位错密度

    1.3 × 106/cm2


     

    金刚石热沉


    项目

    单位

    规范

    晶体参数

    形貌

    --

    圆形衬底/定制形貌衬底

    成分

    --

    金刚石

    厚度

    μm

    特殊要求根据需求量可定制

    体密度

    g/cm3

    3.3216

    热学性质

    热传导率

    W/(m*K)

    T.C1200;  T.C1500;  T.C1800;T.C2000

    热扩散系数

    cm ^2/s

    6.6;8.2;9.9; 11.0

    热膨胀系数(RT-700℃)

    10-6 K-1

    3.1962

    机械性能

    莫氏硬度

    -

    > 10

    抗拉强度

    Mpa

    450 ~1100

    杨氏模量

    GPa

    1000 ~1100

    电学性能

    介电常数

    1MHz

    5.68

    介电损耗

    1MHz

    6.2*10-8

    体积电阻

    25℃ ,  'Ω · cm

    2.95*1013

    绝缘耐压

    Kv/mm

    11

    光学性能

    红外透过率

    @10.6um( 0.52mm thick TC2000)

    >60%

    红外吸收系数

    @10.6um( cm-1 TC2000)

    <0.1

    加工参数

    精抛-表面粗糙度(正面)

    nm AFM 5um*5um

    Ra2nm

    研磨-表面粗糙度(正面/背面)

    nm( AFM ,5um*5um)

    Ra200nm

    表面粗糙度(背面)

    nm AFM 5um*5um

    Ra50nm(去硅)

    TTV

    μm

    <60um( 2 inch)

    翘曲度

    μm

    <300um( 2 inch)

    平面度PV

    fringe@633nm

    <20 fringe  (Ø20mm)

    金属化&焊料&打孔

    金属化


    镀金;覆铜

    焊料


    AuSn

    打孔



    金属化和图形化可根据需求定制

    包装

    包装

    --

    真空包装

    包装

    --

    多片包装