近日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者從河北省激光研究所獲悉，該所直徑5英寸CVD金剛石窗口制備技術(shù)再上臺(tái)階，其產(chǎn)品厚度達(dá)到1mm，比之前的0.7mm高出0.3mm。該所所長(zhǎng)孫振路表示，這標(biāo)志著我國(guó)915MHz、75KW的微波CVD金剛石設(shè)備基本成熟，實(shí)現(xiàn)了趕超國(guó)外先進(jìn)水平的目標(biāo)。

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據(jù)了解，CVD金剛石膜研究已有30余年的歷史，不斷有新的亮點(diǎn)和新的研究方向出現(xiàn)。納米（NCD）和超納米（UNCD）金剛石膜及相關(guān)應(yīng)用研究在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將繼續(xù)是國(guó)內(nèi)CVD金剛石膜研究的熱點(diǎn)之一。

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“基于金剛石膜的SOD、SAW，行波管和其它高功率器件，光學(xué)窗口（球罩）等高技術(shù)應(yīng)用將有可能得到更大的重視，并有可能在未來(lái)5-10年內(nèi)獲得實(shí)際應(yīng)用，有可能形成小規(guī)模的市場(chǎng)?！焙颖笔〖す庋芯克夹g(shù)人員姜龍表示，隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，高頻大功率微波器件的散熱問題越來(lái)越嚴(yán)重，而金剛石的熱導(dǎo)率是常用硅材料的15倍，采用CVD金剛石作為器件的襯底優(yōu)勢(shì)非常明顯。河北省激光研究所已經(jīng)和國(guó)內(nèi)多個(gè)研究所合作，進(jìn)行了此方面的研究工作，取得了良好的開端。

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隸屬于河北省科學(xué)院的河北省激光研究所，從1992年開始從事CVD金剛石制備技術(shù)的相關(guān)研究，曾先后承擔(dān)了“八五”“九五”“十五”期間的國(guó)家“863”科技計(jì)劃項(xiàng)目（和北京科技大學(xué)共同承擔(dān)），多項(xiàng)河北省科技支撐計(jì)劃、河北省自然基金等，研發(fā)了獨(dú)具特色的直流電弧等離子體噴射CVD金剛石設(shè)備及工藝，相關(guān)科技成果獲河北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，三等獎(jiǎng)四項(xiàng)，專利授權(quán)8項(xiàng)。

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姜龍介紹，近年來(lái)他們分別和中科院上海應(yīng)用物理研究所、中科院物理研究所合作，實(shí)現(xiàn)了CVD金剛石熒光靶成功應(yīng)用于國(guó)家大科學(xué)工程“上海光源”中CVD單晶金剛石高壓窗口、應(yīng)用于X射線小角散射測(cè)試線；與中科院上海技術(shù)物理研究所合作，CVD金剛石成功應(yīng)用于型號(hào)衛(wèi)星載荷的探測(cè)窗口；中科院大連化物所合作CVD金剛石熱沉應(yīng)用于碟片激光器晶體散熱。

為發(fā)展CVD金剛石在光學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，該所項(xiàng)目組和北京科技大學(xué)唐偉忠教授合作開發(fā)微波CVD金剛石沉積技術(shù)，驗(yàn)證了多種諧振腔的高功率2.45GHz微波CVD金剛石設(shè)備，建立了國(guó)內(nèi)首臺(tái)915MHz、75KW微波CVD金剛石設(shè)備。目前，直徑2英寸的多晶CVD金剛石窗口已經(jīng)進(jìn)入了中試階段，直徑5英寸的多晶CVD金剛石窗口也已經(jīng)制備出了樣品。以2.45GHz設(shè)備為基礎(chǔ)，項(xiàng)目組還進(jìn)行了同質(zhì)外延單晶CVD金剛石的研究，主要應(yīng)用于探測(cè)器、電子器件和珠寶等領(lǐng)域，目前已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展。

“CVD金剛石在先進(jìn)科研、航空航天、大科學(xué)裝置等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，甚至是唯一的選擇，例如研究核聚變的托卡馬克裝置上，大功率微波的饋入窗口只能選擇多晶CVD金剛石?！睂O振路表示，河北省激光研究所研究團(tuán)隊(duì)和上海及北京同步輻射光源進(jìn)行了多項(xiàng)合作，已經(jīng)成功研制了CVD金剛石熒光靶探測(cè)器、刀片探測(cè)器，正在進(jìn)行X射線位置探測(cè)器、X射線窗口、紅外窗口的研發(fā)；金剛石已經(jīng)成功在衛(wèi)星擴(kuò)熱板、遙感衛(wèi)星窗口、相控陣?yán)走_(dá)收發(fā)模塊等領(lǐng)域成功應(yīng)用。

孫振路介紹，項(xiàng)目組研發(fā)的915MHz微波CVD金剛石設(shè)備及5英寸CVD金剛石制備技術(shù)目前尚未見國(guó)內(nèi)有報(bào)道，打破了國(guó)外壟斷，在國(guó)內(nèi)具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

據(jù)悉，在多年研發(fā)的基礎(chǔ)上，河北省激光研究所項(xiàng)目組在石家莊市平山縣建立了占地30畝的產(chǎn)業(yè)化基地，基礎(chǔ)條件完善，一期工程共有直流電弧等離子體噴射CVD金剛石設(shè)備60多臺(tái)，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。目前4000平方米的二期工程正在建設(shè)中，將為科研成果的轉(zhuǎn)化提供更好的條件。

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