激光变石墨为金刚石？

脉冲激光开始仅作为一种加强金属的研究方法，但后来却发现使用脉冲激光器可将石墨转变为合成纳米金刚石薄膜，并能在石墨上刻画合成纳米金刚石图案的新技术，这种技术可以用于设计生物传感器和计算机芯片。

普渡大学工业工程副教授Gary Cheng说：“这种技术最大的优势在于无需像通常那样使用高温、高压的环境来制造合成金刚石，你可以有选择地在刚性表面上沉积纳米金刚石。无需使用高温、高压合成室，在室温条件下，我们就能做到这一点。因此，这种工艺过程会显著地降低制造金刚石的成本。此外，我们可以实现直接刻画技术，其可以按照设计图案有选择地在刚性表面上沉积纳米金刚石。”

这种在刚性表面上有选择地刻画金刚石线的能力存在各种潜在的应用，其中包括生物传感器、量子计算、燃料电池和新一代计算机芯片。

该技术的工作原理如下：一层石墨上蒙上一层玻璃片，制成多层膜结构。一旦将这种层状结构曝光在超快脉冲激光下，其中的石墨就会立即被电离成一种等离子体，并形成下行压力。然后石墨等离子体迅速固化为金刚石。玻璃片起到限制等离子体的作用，防止其逃逸到其它位置，这样就可以促使其形成纳米金刚石涂层。

程教授说：“这样形成的金刚石尺寸超级小，涂层强度也极其大，因此，它可以用于高温传感器。”

一篇发表在《自然》杂志上《科学报告》版块的论文列出了详细的研究成果。该论文的作者为普渡大学的前博士生王越丰（音译）、杨英林（音译）、李季（音译）和Martin Y.Zhang，博士后研究助理邵佳一（音译）；博士研究生年琼（音译）、唐亮（音译）和程教授。

研究人员们在做怎样使用石墨薄层和纳秒脉冲激光器加强金属的研究时发现了这一成果。其中一位博士生注意到激光不仅会使石墨消失而且会将其转变成半透明物质。

程教授产生了疑问：“黑色石墨涂层消失了，但是它到哪儿去了呢？”

接下来的研究证明石墨被转变成了金刚石。普渡大学的研究员们把这一工艺过程命名为限制脉冲激光沉积（CPLD）。

研究团队使用了诸如电子显微镜透射、X光衍射和电阻测量等一系列技术证明了这种半透明物质为金刚石。

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