近日，《中國科學(xué)報》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)再上臺階，其產(chǎn)品厚度達到1mm，比之前的0.7mm高出0.3mm。該所所長孫振路表示，這標志著我國915MHz、75KW的微波CVD金剛石設(shè)備基本成熟，實現(xiàn)了趕超國外先進水平的目標。

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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)用研究在相當長一段時間內(nèi)將繼續(xù)是國內(nèi)CVD金剛石膜研究的熱點之一。

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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5-10年內(nèi)獲得實際應(yīng)用，有可能形成小規(guī)模的市場?！焙颖笔〖す庋芯克夹g(shù)人員姜龍表示，隨著5G時代的來臨，高頻大功率微波器件的散熱問題越來越嚴重，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)勢非常明顯。河北省激光研究所已經(jīng)和國內(nèi)多個研究所合作，進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”期間的國家“863”科技計劃項目（和北京科技大學(xué)共同承擔(dān)），多項河北省科技支撐計劃、河北省自然基金等，研發(fā)了獨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步一等獎一項，二等獎兩項，三等獎四項，專利授權(quán)8項。

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姜龍介紹，近年來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，實現(xiàn)了CVD金剛石熒光靶成功應(yīng)用于國家大科學(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)用于型號衛(wèi)星載荷的探測窗口；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，建立了國內(nèi)首臺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)，項目組還進行了同質(zhì)外延單晶CVD金剛石的研究，主要應(yīng)用于探測器、電子器件和珠寶等領(lǐng)域，目前已經(jīng)取得了可喜的進展。

“CVD金剛石在先進科研、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。”孫振路表示，河北省激光研究所研究團隊和上海及北京同步輻射光源進行了多項合作，已經(jīng)成功研制了CVD金剛石熒光靶探測器、刀片探測器，正在進行X射線位置探測器、X射線窗口、紅外窗口的研發(fā)；金剛石已經(jīng)成功在衛(wèi)星擴熱板、遙感衛(wèi)星窗口、相控陣雷達收發(fā)模塊等領(lǐng)域成功應(yīng)用。

孫振路介紹，項目組研發(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)目前尚未見國內(nèi)有報道，打破了國外壟斷，在國內(nèi)具有較大的技術(shù)優(yōu)勢。

據(jù)悉，在多年研發(fā)的基礎(chǔ)上，河北省激光研究所項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，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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