南方科技大学的李携曦助理教授与北京大学东莞光电研究院的王琦研究员、香港大学的林原教授以及褚智勤副教授等研究人员组成的联合研究团队，在金刚石薄膜材料制备和应用方面取得重要进展。成功研发能够批量生产大尺寸、超光滑且具备超柔性金刚石薄膜的制备方法，这一成果在材料科学领域具有里程碑意义，并为金刚石薄膜的商业化应用铺平了道路。相关研究成果以“Scalable production of ultraflat and ultraflexible diamond membrane” 为题，在《Nature》上发表。香港大学电气电子工程系景纪祥博士为第一作者，2019-2020年在李携曦课题组担任研究助理，自2020年起为该课题组访问学生/学者。王琦、李携曦、林原及褚智勤为共同通讯作者。
金刚石因其卓越的物理与化学特性，在电子与光子应用领域被视为优选材料。然而，尽管过去几十年间人们做出了巨大的努力，超薄金刚石膜的广泛应用仍未实现，其大规模生产仍面临诸多挑战。本研究成功开发了切边后使用胶带进行剥离的方法，能够高效制备出大面积（2英寸晶圆）、超薄（亚微米级厚度）、超平整（表面粗糙度低于纳米）且具备超柔性（可360°弯曲）的金刚石薄膜。所制备的高品质薄膜不仅表面平坦，便于进行微纳尺度的加工操作，其超柔性特性更使其能够直接应用于弹性应变工程及变形传感应用，这是传统更厚的金刚石薄膜所无法实现的。通过系统的实验和理论研究，研究团队进一步证实，剥离薄膜的品质与剥离角度及膜厚度密切相关，且在优化的操作参数范围内，能够稳定地制备出大面积且完好的金刚石薄膜。这一制备金刚石薄膜的技术创新，为大规模生产高品质金刚石薄膜提供了切实可行的路径，有望加速金刚石材料在电子学、光子学等相关领域的商业化进程。
文章来源：南方科技大学
