超硬材料網

      在很寬的光波長范圍內，金剛石都是光學透明的，其中包括400~750 nm的可見光譜。正因為這個特征，它可以專門用于傳感器技術、熒光成像、光學生物測量等應用中的光學機械回路元件。所制造出的元件，即諧振器、電路和晶片，品質高，廣受歡迎。

       為了在回路中充分使用光子，材料需要具有特定的光學和機械性能。最近，科學家實現了單晶金剛石襯底（每一億個金剛石原子中雜質原子不超過一個的高純度晶體）制造光學回路。這種回路必然很小，因而，在光學系統中的應用需要先進的制造方法。

       現在，KIT的研究人員第一次實現使用多晶金剛石制造基于晶片的光學機械回路。這些振動系統能夠對將諧振器激發成振動狀態的特定頻率進行響應。

       雖然，多晶金剛石的晶體結構更加不規則，但是它足夠強大，且易于加工。這些特殊性能使多晶金剛石的應用范圍比單晶材料更為廣泛。多晶金剛石幾乎可以像單晶襯底材料一樣有效地傳輸光子，并且更加適合工業使用。

       該項研究的第一作者Patrik Rath說：“納米機械諧振器是當前最靈敏的傳感器，用于各種精密測量。然而，通過傳統的測量方法來處理這些最小的組件，是極其困難的。在我們的研究中，則充分利用了當前可以制造與納米機械諧振器尺寸相同的納米光子元件這一事實。當諧振器響應時，相應的光學信號就可以直接傳輸到回路中。”

        多晶金剛石是與德國弗賴堡的應用固體物理與金剛石材料弗勞恩霍夫研究所合作制造。研究成果發表在《自然•通訊》雜志上。

編譯自Science Daily