“你所不知道的钻石——终极半导体”

当您听到钻石这个词时您会想到什么？它是用于戒指或项链的闪闪发光的宝石吗？有些人可能会认为它是一种非常坚硬的物质。 AIST关西中心对钻石进行各种研究。 2015 年 1 月 24 日星期六，第二届 AIST Science Cafe in Kansai 在池田商工会议所（大阪府池田市）举行，主题为“您不知道的钻石 - 终极半导体”。担任讲师的泛在能源研究部首席研究官鹿田伸一通过实验和样品观察，向学员们介绍了“钻石作为材料”。

　金刚石是由碳原子组成的。我想每个人都清楚钻石的珍贵，因为它们非常昂贵，但另一方面，同样由碳制成的石墨被用作铅笔芯等物品的廉价材料。此外，由于碳原子是宇宙中第四丰富的原子，因此可以说钻石是由大量材料制成的。那么钻石为何如此珍贵呢？鹿田先生解释说，这是因为自然界中的钻石只能在地球内部的高温、高压环境中产生，因此在地球表面很难找到它们。 AIST 正在进行研究，利用甲烷和一氧化碳等含碳气体人工制造这种珍贵的钻石。经过多次试验和错误，我们制造出了有史以来最大的金刚石单晶薄板（厚度：05mm，面积：40 x 60mm）。²) 已成功创建。参与者还能够看到并触摸 AIST 制造的实际钻石。

　我们为什么首先关注钻石并进行研究？答案在于钻石的特性及其应用。在咖啡馆的后半部分，我们通过实验介绍了这一点。

　金刚石以其极高的硬度而闻名，但它也具有介电击穿电压^※1，具有优异的导热性、弹性模量、化学稳定性等性能。令人惊讶的是它含有任何物质中最好的一些特性。正因为如此，金刚石有望成为最终的半导体。

　我们让参与者体验了构成半导体的材料的硬度差异。制备了三种类型的半导体材料：硅（Si）、碳化硅（SiC）和金刚石。当用涂有SiC的砂纸抛光时，Si很容易被划伤，而SiC则很难被划伤。而且钻石根本没有被划伤。当参与者摩擦钻石时感觉它很滑，他们似乎意识到了钻石的硬度。

　在接下来的实验中，我们在桌子上准备了一根冰柱、一枚10日元硬币（铜制）和一块薄薄的钻石盘。这个实验涉及双手握住一枚 10 日元硬币和一颗钻石，看看如果将它们分别放入冰中会发生什么。我没想到它们会粘在坚硬的冰上，但当我将钻石压在冰上时，它们却粘住了。冰看起来像果冻。这是因为当您手里拿着钻石时，它会立即升温到您的体温，而热量会融化冰。在日常生活中，您可能会感觉铜物体很容易加热和冷却，但通过这个实验，我能够意识到钻石具有远远优越的导热性。

　通过应用这些特性，金刚石有望用作节能功率器件的半导体材料。最后，Shikada 先生说：“如果我们通过使用钻石的设备提高能源效率，我们就可以减少二氧化碳排放₂它可以极大地促进减少。目前，人造晶体的缺陷很小，因此将其用作半导体还需要一段时间，但我们将继续研究以制造缺陷更少的更大晶体。 ”他在科学咖啡馆结束时告诉参与者。

　我们将继续在 AIST 关西中心定期举办科学咖啡馆。我们期待您的参与！

先生Shikata 使用许多示例进行了解释	我体验到了钻石的硬度
鹿田先生解释时，每个人都一脸严肃	当你将一枚十日元硬币和一颗钻石按在冰上时

活动概览

日期和时间	2015 年 1 月 24 日星期六 14:00 - 15:30
地点	池田商工会议所　二楼会议室D 大阪市池田市城南 1-1-1 563-0025
赞助	国立产业技术综合研究所关西中心
参与费	免费（提供饮料和糖果）
容量	40 人※先到先得
目标	高中生及以上
如何申请	在线报名，传真
申请截止日期	2015 年 1 月 21 日星期三
联系信息	米乐m6官方网站关西中心关西产学官协作中心 大阪市池田市绿丘 1-8-31 563-8577 电话：072-751-9606　传真：072-751-9621　电子邮件：
注释	关西 AIST 科学咖啡馆 http://wwwaistgojp/kansai/ja/collabo/sci-cafehtml *为了利用 AIST 的公共关系活动，可能会拍摄科学咖啡馆的照片和视频。它不会用于任何其他目的。感谢您的理解。