国家自然科学基金委员会近日公布了2025年度“中国科学十大进展”，其中一项关于金刚石薄膜制备的技术突破引发广泛关注。这项由香港大学、南方科技大学及北京大学东莞光电研究院联合研发的“边缘暴露剥离法”，成功实现了英寸级柔性超薄金刚石薄膜的规模化生产，为半导体材料领域带来革命性进展。
金刚石因其卓越的物理特性被称为“终极半导体材料”：其导热性能是铜的5倍，耐压强度达硅的30倍，电子迁移速度比现有半导体快10倍。这些特性使其成为5G通信、电动汽车功率芯片及量子计算等前沿领域的理想材料。然而，天然金刚石储量稀少且价格高昂，传统人工合成方法又面临尺寸限制和加工难题，导致其半导体应用长期受阻。
研究团队通过创新工艺破解了这一困局。他们开发的“边缘暴露剥离法”通过精确控制金刚石生长过程中的界面应力，结合独特的切边技术，使薄膜能够完整剥离。项目负责人形象解释：“这就像在玻璃上贴透明胶带，通过特殊设计让金刚石膜像便利贴一样被轻松撕下，彻底改变了传统打磨减薄的加工方式。”
该技术实现了三项关键突破：制备效率大幅提升，2英寸晶圆的生产时间从数小时缩短至10秒；薄膜厚度达到亚微米级，仅相当于头发丝的百分之一，表面平整度达到原子级别；成品具备前所未有的柔韧性，可实现360度弯曲。这些特性使金刚石薄膜能够适应更多复杂应用场景。
在基础研究层面，团队首次建立了金刚石与衬底界面应力的动态平衡模型，为超硬材料加工提供了全新理论框架。他们还发现了亚微米厚度下金刚石的弹性变形机制，修正了传统断裂力学理论的预测，并实现了从原子级生长控制到厘米级制造的跨尺度技术整合。
这项突破正在催生跨领域应用。在医疗领域，生物相容性优异的柔性金刚石薄膜可制成植入式传感器，实时监测人体生理指标；在航天领域，其能在-200℃至800℃极端温度下稳定工作的特性，使其成为深空探测器核心部件的理想材料。研究团队已建成小规模试验生产线，预计三年内实现英寸级晶圆的量产，标志着金刚石半导体技术从实验室向产业化的关键跨越。
