Effect of surface mechanical treatment on the oxidation behavior of FeAl-model alloy
铁基合金几乎广泛应用于人类生活的各个领域。由于不同的原因，实际零件的表面使用不同的方法制备，例如，镜面抛光、喷砂等。本工作的目的是回答表面处理如何影响铁基合金的氧化行为的问题。为了回答这个问题，一个高纯度的模型合金，铁5重量铝，等温氧化在热重炉。暴露后分析包括SEM/EDS（WDS）和XRD。通过接触式和激光轮廓仪测定表面粗糙度。所得到的结果表明，机械表面制备的影响氧化动力学以及在两个研究温度下的合金上形成的氧化皮的微观结构。也就是说，抛光和研磨导致局部形成富铁结核和保护性Al 2 O3的子层。相比之下，喷砂导致形成厚的外部铁氧化物和内部铝氮化。喷砂处理后的材料的氧化速率的显着增加是由于晶粒细化在近表面区域，导致增加容易扩散的路径，即晶界。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Microwave Properties of Ba-Substituted Pb(Zr$_{0.52}$Ti$_{0.48}$)O$_3$ after Chemical-Mechanical Polishing
本文评估 CMP 对脉冲激光沉积 BPZT 薄膜的影响，发现其显著降低表面粗糙度，仅轻微削弱压电和微波介电性能，本征介电常数保持不变。
2023-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large scale simulation of quantum-mechanical molecular dynamics for nano-polycrystalline diamond
采用量子力学分子动力学模拟研究了纳米多晶金刚石的前驱体状态。用N阶模拟程序ELSES（http：//www.example.com）实现了10^5个原子的大规模模拟。www.elses.jp模拟从包含初始结构缺陷的金刚石结构开始，并导致石墨（sp^2）样和金刚石（sp^3）样区域的混合物作为纳米级域。我们推测，域是亚稳态的，是可能的候选人的前体结构。
2009-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of cubic boron nitride and diamond at dynamical pressure and temperature
本研究利用从头算分子动力学比较c-BN与金刚石在动态温压条件下的力学性能，发现c-BN在约220 GPa发生脆韧转变且硬度表现接近金刚石。
2023-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of the recovery of mechanical properties of ion-implanted diamond after thermal annealing
由于其出色的机械性能，金刚石和类金刚石材料发现了重要的技术应用，从成熟的工业领域（切割工具，涂层等）到更先进的机械设备，如微和纳米机电系统。高能离子的使用是制造三维微机械结构的一种强大而通用的工具。在这种情况下，它是最重要的是有一个准确的知识，离子诱导的结构损伤的影响，这种材料的机械性能，首先预测潜在的不希望的副作用的离子注入过程中，并可能定制所需的机械性能的制造设备。我们提出了一种原子力显微镜（AFM）表征的独立的悬臂梁在单晶金刚石获得的FIB辅助剥离技术，它允许确定的金刚石晶体的杨氏模量后，MeV离子辐照过程的同时制造的微结构，和随后的热退火。的AFM测量进行了与光束弯曲技术，并表明，热退火过程中允许的原始晶体的机械性能的有效恢复。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
An analytical model for the mechanical deformation of locally graphitized diamond
我们提出了一个分析模型来描述的机械变形的单晶金刚石的激光束或MeV离子微束注入获得的局部亚表面石墨化。在这种情况下，局部的质量密度变化产生在特定的深度内的照射微米区域，这又导致膨胀效应和相应的机械应力的发展。我们的模型描述了局部损伤材料的约束膨胀，并正确预测表面变形，通过比较分析结果与实验轮廓数据和有限元模拟验证。该模型可以采用，以方便地评估局部石墨化的金刚石中的应力和应变场的设计涉及使用聚焦离子/激光束的微细加工工艺，例如，预测潜在的裂纹的形成，或评估的影响，应力的光机械设备的性能。
2015-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Electropolishing of single crystal and polycrystalline aluminum to achieve high optical and mechanical surfaces
电解抛光作为金属产品的最终表面处理在机械工程和仪器仪表、医药和光伏电池的反射聚光器中得到了广泛的应用。结果表明，电抛光不仅降低了表面粗糙度，改变了表面形貌，而且改善了铁磁金属的耐腐蚀性、耐久性、抗拉强度等性能，改变了铁磁金属的反射率、电磁导磁率和电子发射等物理化学性能。这一事实大大扩展了在科学和技术的各个领域使用这种方法的可能性。这项工作是一项研究的一部分，研究了电解抛光，以减少邻近表面的晶体缺陷，从而改善其物理性能，有助于提高光伏发电和存储设备的光学效率。使用不同的温度和电流密度参数检查五种组合物。使用反射光谱法评估抛光的样品。发现由磷酸-85%、乙酸-10%、硝酸- 5%组成的溶液提供最佳结果。获得的另一个结果是，反射率随着电流密度增加到25 A/dm 2而增加。进一步增加电流密度导致表面劣化和反射率降低。结果表明，仔细研磨和抛光，然后使用建议的解决方案进行电抛光可能包括一个足够的处理，为光伏电池制备反射聚光器。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopic features of the neutral vacancy in diamond from ab initio quantum-mechanical calculations
采用量子力学从头计算方法研究了金刚石中一种常见的辐照缺陷--中性空位的振动光谱特性。拉曼光谱的计算分析通过耦合微扰Hartree-Fock/Kohn-Sham方法作为两个不同的缺陷自旋状态和缺陷浓度的函数。位于400-1300 cm-1光谱范围内，即低于原始金刚石在1332 cm-1处的一阶线的缺陷金刚石的实验拉曼特征被很好地再现，从而证实了在低损伤密度下，该光谱区域主要受非石墨sp3缺陷影响的图片。没有发现高于1332 cm-1的峰，因此排除了先前对中性空位的不同光谱特征（在1450和1490 cm-1处）的尝试性分配。引入的空位的缺陷晶格中的碳原子的热核运动的扰动进行了讨论的原子各向异性位移参数（ADP），计算从收敛的晶格动力学计算。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Small-Angle X-ray and neutron scattering from diamond single crystals
本文介绍了用小角散射法研究具有不同类型的点缺陷和扩展缺陷以及不同退火程度的金刚石的结果。结果表明，热退火和/或机械变形导致形成纳米尺寸的平面和三维缺陷引起的小角散射。缺陷通常由金刚石常见的晶面111、100、110、311、211形成小面。散射缺陷可能包括集群的内在和杂质相关的缺陷，机械孪晶的边界也有助于SAS信号。氮杂质浓度与散射强度之间没有明显的相关性。
2011-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Modification of the structure of diamond with MeV ion implantation
我们提出了实验结果和数值模拟研究离子注入单晶金刚石的结构力学性能的修改。一个唯象模型是用来推导的质量密度和弹性性能的变化作为在晶体中的损伤密度的函数的解析表达式。这些关系与SRIM蒙特卡罗模拟一起应用于建立有限元模拟，用于确定MeV离子注入金刚石样品的内部应变和表面变形。通过与高分辨率X射线衍射和白光干涉轮廓术实验的比较，验证了结果。前者进行180 keV B注入金刚石样品，以确定诱导的结构变化，在晶格间距和无序，而后者进行1.8 MeV He注入金刚石样品，以测量表面膨胀。热处理对受损金刚石的结构-机械性质的演变的影响也通过在1000 °C下退火后进行相同的轮廓测量来评估，并且用适当修改的分析模型对所获得的趋势进行建模。结果允许发展的相干模型描述的影响，兆电子伏离子引起的损伤单晶金刚石的结构力学性能。特别是，我们建议一个更可靠的方法来确定所谓的金刚石“石墨化阈值”所考虑的注入类型。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
High quality factor single-crystal diamond mechanical resonators
单晶金刚石是一种很有前途的MEMS器件材料，因为它的机械损耗低，与极端环境的兼容性，以及与高质量自旋中心的内置界面。但它的使用在很大程度上受到加工和增长挑战的限制。我们展示了一种基于晶片键合的技术，以形成金刚石绝缘体，从我们使单晶金刚石微机械谐振器的机械品质因数高达338,000在室温下。可变温度测量到10 K揭示了非单调的品质因数对温度的依赖。这些谐振器能够将单晶金刚石集成到MEMS技术中，用于经典和量子应用。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Room-Temperature Dislocation Plasticity in Diamond
众所周知，金刚石在室温下不发生塑性变形，通常以灾难性的脆性断裂而失效。在这里，我们展示了亚微米尺寸的金刚石柱的室温位错塑性在透射电子显微镜的原位力学测试。我们在前所未有的细节文件的时空特性的位错引入的无约束压缩，包括位错的产生和传播。断层重建的原子分辨观测结果明确地表明，Burgers矢量为1/2的混合型位错分别<110>在和方向的单轴压缩下在金刚石的非密排{001}面被激活<111><110>，而在定向加载下在{111}面被激活<100>，表明取向相关的位错塑性。这些结果为金刚石的力学行为提供了新的见解，并刺激了对金刚石以及其他脆性共价晶体在低温下的基本变形机制的重新思考。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of deep-defect excitation on mechanical energy dissipation of single-crystal diamond
金刚石的超宽带隙将其与其他半导体区分开来，因为所有已知的缺陷都具有在室温下不活跃的深能级。在这里，我们提出的影响，深缺陷的机械能量耗散单晶金刚石的实验和理论高达973 K。能量耗散被发现随温度的增加，并表现出局部最大值，由于声子和深缺陷之间的相互作用，在特定的温度下激活。提出了一个含深能级的二能级模型，较好地解释了高温下的能量耗散。很明显，去除硼杂质可以显著提高室温金刚石机械谐振器的品质因数。氮的深能性质赋予单晶金刚石在室温或更高温度下在机械谐振器中具有出色的低本征能量耗散。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The morphology and temperature dependent tensile properties of diamond nanothreads
最近成功合成的一维sp3金刚石纳米线（NTH）极大地增加了碳社区的兴趣。原则上，可以存在不同的稳定NTH结构。本文采用分子动力学模拟研究了三种典型NTH的力学行为。据发现，NTH的机械性能可以显着变化，由于形态的差异，这被认为是源于由其结构所确定的不同的应力分布。进一步的研究表明，温度对NTH的力学性能有显著的影响。具体而言，失效强度/应变随温度升高而降低，并且有效杨氏模量似乎与温度无关。断裂强度/应变的显著降低被认为是由于增加的键重排过程和高温下的自由横向振动。另外，NTH被发现具有相对高的弯曲刚度，并且表现得更像柔性弹性杆。这项研究突出了结构-性能关系的重要性，并提供了不同NTH的拉伸行为的基本理解，这应该阐明基于NTH的纳米结构作为应变传感器和机械连接器的设计和应用。
2018-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-doped cubic diamond and the crystal structure of n-diamond
为了理解n型金刚石的晶体结构，采用第一性原理计算研究了掺氢金刚石模型。特别是，氢浓度依赖的弹性常数和晶格参数的掺氢金刚石进行了分析。我们的结果表明，当氢浓度小于19原子%时，H掺杂金刚石机械稳定。当氢浓度为约4原子%时，优化后的掺氢金刚石的晶格参数、模拟XRD图谱和电子性质与相应的n型金刚石的实验值吻合较好。结果表明，n型金刚石很可能是掺氢金刚石。
2011-10-27 cond-mat.mtrl-sci
On the Electronic, Mechanical and Optical Properties of Superhard Cross-Linked Carbon Nanotubes (Tubulanes)
University of Brasília（巴西利亚大学）；State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Federal University of Parana（巴拉那联邦大学）；Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））
本研究探究6种Tubulanes交联碳纳米管结构的多维度性质，发现其力学性能高度各向可调、带隙低于金刚石且具多孔性，为电子应用及后续合成提供了理论依据。
2025-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Surface Characterization of Diamond-Like Carbon Coatings onto Polymeric Substrate
在这篇硕士论文中，类金刚石碳DLC/Cr双层系统，厚度高达1278 nm的ABS，玻璃和Si基板上形成。采用氧等离子体清洗工艺对基片表面进行处理。采用磁控溅射法制备了作为缓冲层的铬薄膜。以甲烷和氢气为反应物，采用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积法制备了类金刚石碳。采用Plackett-Burman实验设计，研究了沉积工艺参数对涂层厚度、沉积速率、内应力、接触角、粗糙度、摩擦系数和磨损率的影响。独立变量是功率、腔室压力、沉积时间、气体的总通量、反应物气体的组成和氧等离子体清洁条件。报道的内在应力值在0.13-0.78 GPa之间。通过研磨具有限定几何形状的帽罩来进行耐磨性测量。在1 E-14至1 E-15 m^3/Nm范围内实现了低磨损率。在不同的相对湿度，范围为20至80%的氮气环境下，所获得的涂层的摩擦，使用具有碳化钨球的纳米摩擦计测量。结果表明，摩擦系数随相对湿度的增大而增大。报告了摩擦系数为0.12至0.24的值。. DLC涂层的主要目的是改善ABS的耐磨性和摩擦学行为，以提高其在汽车、医疗、家用和纺织等应用中的耐用性。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting nano-mechanical diamond resonators
在这项工作中，我们提出的超导纳米机械谐振器的制造和表征纳米掺硼金刚石（BDD）。振荡器可以在其超导状态下被驱动和读出，并且在大约10 MHz的谐振频率下显示出高达40，000的品质因数。机械阻尼的研究磁场高达3 T的谐振器仍然表现出超导性能。由于其简单的制造过程，这些设备可以很容易地耦合到其他超导电路，其性能与最先进的技术相当。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superhard Phases of Simple Substances and Binary Compounds of the B-C-N-O System: from Diamond to the Latest Results (a Review)
描述了B-C-N-O系统的基本已知和假设的一元和二元相（具有金刚石和硼结构的超硬相以及合成它们的前体）。注意力已经给予的结构，基本的机械性能，和方法来识别和表征的材料。对于最近在文献中描述的一些相，指出了在高压和高温下的合成条件。
2011-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation Slip or Phase Transformation Lead to Room-Temperature Plasticity in Diamond: Comment on Plastic Deformation of Single-Crystal Diamond Nanopillars
尽管几十年来对金刚石的机械性能进行了广泛的研究，但由于室温下的变形能力差，因此在塑性形变机制方面仍有许多问题需要了解。在新材料最近的一项工作中，<001>基于扫描电子显微镜内未恢复变形的观察，声称室温塑性发生在取向的单晶金刚石纳米柱中。通过分子动力学模拟，提出塑性形变是由从sp3碳相到O 8-碳相的相变介导的。通过比较，我们的原位透射电子显微镜研究表明，室温下的塑性可以通过位错滑移在两个<100>和<111>取向的金刚石纳米柱。脆性到韧性的转变高度依赖于应力状态。我们注意到，表面结构可能在变形机制中起着重要的作用，因为纳米级金刚石的初始塑性总是发生在表面区域。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic imaging of elastic deformation in diamond via in-situ stress tensor sensors
在纳米尺度上精确测量机械应力具有重要的基础和技术意义。原则上，应力张量的所有六个独立变量，描述了固体中压缩/拉伸和剪切应力的方向和大小，可以用来调整或增强材料和设备的性能。然而，现有的技术来探测局部应力通常不能测量整个应力张量。在这里，我们利用金刚石（氮空位缺陷）中原子大小的原位应变传感器的集合来实现全应力张量的空间映射，具有亚微米的空间分辨率和1 MPa的量级的灵敏度（对应于小于$10^{-6}$的应变）。为了说明该技术的有效性和多功能性，我们将其应用到广泛的实验情况，包括映射由局部植入损伤，纳米压痕和划痕引起的弹性应力。此外，我们观察到令人惊讶的大应力贡献的功能电子器件上制造的金刚石，也表明与金刚石接触的材料的变形的敏感性。我们的技术可以使在各种刺激下的金刚石纳米结构的机械响应的原位测量，与基于金刚石的量子技术的应变工程和在芯片上的质谱纳米机械传感的潜在应用。
2018-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Spatially-resolved electronic and vibronic properties of single diamondoid molecules
类金刚石是碳纳米结构的一种独特形式，最好描述为氢封端的金刚石分子。它们的金刚石笼结构和四面体sp3杂化键合为在纳米尺度上调节电子带隙、光学性质、热传输和机械强度创造了新的可能性。最近发现的高级金刚石（每个包含三个以上的金刚石细胞）因此在其作为纳米级器件的潜在多功能性方面产生了很大的兴奋。然而，尽管如此，人们对金属表面上孤立的类金刚石的性质知之甚少，这是一个与分子电子学非常相关的系统。在这里，我们报告的第一个分子尺度的研究个别四金刚烷类金刚石在Au（111）使用扫描隧道显微镜和光谱。我们发现，无论是金刚石的电子结构和电子振动耦合表现出独特的空间分布，其特征在于整个分子表面的明显的线节点。从头赝势密度泛函计算表明，所观察到的占主导地位的电子和电子振动性质的金刚石是由表面氢终端，具有重要意义的设计金刚石为基础的分子器件的功能。
2007-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of a Diamond Schwarzite: From Atomistic Models to 3D-Printed Structures
三周期极小曲面（TPMS）在周期边界条件约束下具有局部极小的曲面面积。不同的家庭的表面得到不同的拓扑满足这样的条件。此类族的示例包括基元（P）、陀螺（G）和金刚石（D）表面。从一个纯数学的主题，TPMS最近已被发现在材料科学作为结构应用的最佳几何形状。黑硅钙石是由Mackay和Terrones于1991年提出的一种具有TPMS形状的三维结晶多孔碳纳米晶体。尽管其复杂的拓扑结构对使用化学气相沉积（CVD）等传统纳米级制造方法进行合成构成了严重限制，但TPMS可以通过3D打印等增材制造（AM）技术制造。在这项工作中，我们使用了来自D族（D8bal）的施瓦济石结构的优化原子模型来生成表面网格，随后通过熔融沉积建模（FDM）用于3D打印。这种D施瓦茨矿是用热塑性聚乳酸（PLA）聚合物长丝3D打印的。研究了原子模型和3D打印模型在单轴压缩下的力学性能。全原子分子动力学（MD）模拟也进行了研究单轴压缩行为的D8bal原子模型。对3D打印的施瓦茨矿进行了机械测试，发现变形机制与MD模拟中观察到的相似。这些结果暗示了由结构拓扑支配的尺度无关的力学行为。
2020-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication of (111)-Faced Single-Crystal Diamond Plates by Laser Nucleated Cleaving
从电力电子到量子信息处理架构的高性能固态器件平台都需要表面在（111）晶面取向的单晶金刚石板。然而，生产具有这种取向的板已被证明具有挑战性。在本文中，我们展示了一种方法，用于可靠和精确地制造（111）面板从市售的，化学气相沉积生长，IIa型单晶金刚石基板与（100）面。我们的方法使用纳秒脉冲可见光激光在选定的（111）晶面中成核和传播机械劈裂，导致面大至3.0 mm $\times$ 0.3 mm，具有原子级平坦表面，可忽略的误切角和接近零的切口损失。我们讨论了该过程的基本物理机制以及潜在的改进，这些改进将使毫米级（111）面单晶金刚石板的生产成为可能，用于各种新兴设备和应用。
2017-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Diamond as a material for monolithically integrated optical and optomechanical devices
金刚石提供了优越的光学和机械材料性能，使其成为实现集成光机械电路的主要候选材料。由于金刚石衬底在尺寸上已经成熟，因此可以使用有效的纳米结构化方法来实现全尺寸集成器件。在这里，我们审查光学和机械谐振器制造的多晶以及单晶金刚石。我们提出了相关的材料性能方面实施光学机械设备，并将它们与其他材料系统进行比较。我们给出了金刚石集成光机械电路的概述，并提出了光学读出机制和通过光学或静电力，迄今已实施的驱动。通过将金刚石纳米光子电路与超导纳米线相结合，可以在这样的芯片上有效地检测单光子，我们概述了未来的单光子光机电路可以在这个平台上实现。
2016-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Characterization of Three-Dimensional Microstructures in Single Crystal Diamond
本文报道了用聚焦离子束（FIB）辅助剥离技术在单晶金刚石中制备三维微结构的拉曼和光致发光特性。该方法基于MeV离子注入以产生掩埋的可蚀刻层，随后进行FIB图案化和选择性蚀刻。在这种微结构的应用中，高品质单晶金刚石的性能是最相关的，制造过程后的残余损伤代表了一个关键的技术问题。拉曼和光致发光特性的结果表明，部分扭曲的sp3键合的晶格和孤立的点缺陷的形成后，热退火有效地消除，在最终的结构中留下少量的残留损伤。单晶金刚石中的三维微结构提供了广泛的应用，例如量子光学器件和完全集成的光机械组件。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci
D-carbon: A New sp3 Carbon Allotrope
我们采用从头计算方法研究了一种新的sp3碳晶相（空间群D2 h5，Pmma-斜方晶系）D-碳的结构、力学和电子性质。总能量计算表明，D-碳是积极的比以前提出的T6结构更有利。最先进的理论计算表明，这种新相在零压力下具有动力学、机械和热稳定性，并且在63.7 GPa以上比石墨更稳定。重要的是，计算表明，D-碳具有高的维氏硬度（86.58 GPa）和体积模量（369 GPa），这与金刚石相当。D-碳是一种半导体，其带隙为4.33 eV，低于金刚石的带隙（5.47 eV）。模拟的X射线衍射图是在令人满意的协议与以前的实验数据在烟囱或爆轰烟尘，表明它可能存在于标本。同样重要的是，已经研究了从金刚石到D-碳的可能过渡路径，表明了合成这种新相的可能方法。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Softening the ultra-stiff: controlled variation of Young's modulus in single crystal diamond
结合实验和数值研究的缺陷单晶金刚石的弹性性能的变化首次提出，通过比较纳米压痕测量的MeV离子注入样品的多尺度建模，包括从头算原子计算和介观尺度有限元方法（FEM）模拟。发现通过在2 × 10^18 - 5 × 10^21 cm-3密度范围内局部引入缺陷，可以在金刚石晶体结构中诱导密度的显著降低，而不会引起材料的石墨化。从头算原子模拟证实了实验结果具有良好的信心。进一步采用有限元模拟来验证测量的变形与刚度降低的一致性，并推导出注入区域中的应变和应力水平。结合这些实验和数值结果，我们还提供了深入的机制，负责金刚石石墨化阈值的深度依赖性。这项工作展望了通过缺陷工程实现单晶金刚石的机械性能的精确可调谐性的可能性，具有重要的技术应用，即金刚石基微机械谐振器的谐振频率的制造和控制。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Pick-up and drop transfer of diamond nanosheets
纳米金刚石（NCD）是一种很有前途的电子和机械微纳器件材料。在这里，我们介绍了一个通用的拾取和下降的技术，使人们有可能调查的电气，光学和机械性能的生长NCD薄膜。使用这种技术，NCD纳米片，薄至55 nm，可以从生长衬底上拾取并定位在另一个衬底上。作为概念的证明，制造电子器件和机械谐振器，并表征其特性。此外，通过将NCD纳米片转移到光纤上，进一步探索了该方法的多功能性，这允许测量其光吸收。最后，我们表明，NCD纳米片也可以转移到二维晶体，如二硫化钼，制造异质结构。拾取和滴落转移使得能够在不需要光刻或湿法处理的情况下制造各种基于NCD的器件。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transonic Dislocation Propagation in Diamond
针对位错最大运动速度未明确的问题，研究采用飞秒X射线成像追踪冲击压缩单晶金刚石的超快速位错，通过观测快于最慢声速的堆垛层错，证实部分位错可跨音速运动，为极端条件材料力学性能研究提供关键依据。
2023-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Development of All-Diamond Scanning Probes Based on Faraday Cage Angled Etching Techniques
提出了一种新的单晶金刚石扫描探针的制备方法，即法拉第笼角腐蚀法。电子束光刻（EBL）和电感耦合等离子体（ICP）蚀刻作为最先进的方法，往往限制了可实现的金刚石结构的几何形状的纵横比和复杂性。这带来了挑战，例如，用于实现氮空位（NV）中心磁扫描探针。将平面设计与FCAE相结合提供了优于纳米光机械金刚石器件的已建立的制造技术的几个优点。在这里，我们报告这两种方法的直接比较，并提出第一个概念验证FCAE原型扫描探头应用。
2021-04-12 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single Color Centers Implanted in Diamond Nanostructures
单色心光学金刚石纳米结构材料加工技术的发展是量子科学与技术中的一个重要问题。在这项工作中，我们提出了离子注入和自上而下的金刚石纳米纤维在两种情况下的组合：金刚石纳米柱和金刚石纳米线。第一种器件由“浅”注入（~ 20 nm）组成，以在金刚石晶体的顶面附近产生氮空位（NV）色心。然后通过在金刚石表面中干法蚀刻规则的纳米柱阵列来机械地隔离各个NV中心。光子反聚束测量表明，高产量（>10%）的设备包含一个单一的NV中心。第二个器件展示了单个NV中心到预制金刚石纳米线中的“深”（~1μm）注入。纳米线几何形状的高单光子通量，结合超纯金刚石的低背景荧光，使我们能够维持强光子反聚束，即使在高泵浦功率。
2010-09-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Synthetic Diamond and Wurtzite Structures Self-Assemble with Isotropic Pair Interactions
使用逆几何力学优化技术，我们发现了各向同性对相互作用势与强烈排斥的核心，导致四面体协调的金刚石和纤锌矿晶格稳定，证明了晶格总和，声子谱，正能量缺陷，和自组装在经典的分子动力学模拟。这些结果挑战了传统的想法，即这种开放的晶格只能通过在自然界中观察到的定向共价相互作用产生。因此，我们的发现增加了对固态性质的基本理解，表明各向同性相互作用使开放晶体结构的自组装具有比以前认为的更广泛的配位数。我们的工作在技术上是重要的，因为它通常与自组装科学，特别是光子晶体制造直接相关。
2007-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ultracoherent self-assembled diamond nanomechanics reveals superfluid dynamics
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, Syracuse University（雪城大学电气与计算机工程系）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
超高相干自组装金刚石纳米机械系统揭示超流动力学，通过应变工程实现超低声学损耗，探测残余耗散并揭示三种双能级系统通道和一个拓扑耗散通道。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Crystallographic Orientation Dependent Reactive Ion Etch in Single Crystal Diamond
在单晶金刚石中雕刻所需的形状在实现纳米光子学、量子计算和量子光学的复杂器件中变得越来越重要。单晶硅在氢氧化钾（KOH）中的晶体取向依赖性湿法蚀刻允许形成一系列形状，并且对MEMS（微机电系统）、AFM（原子力显微镜）和微流体具有显著影响。在这里，晶体方向相关的干蚀刻原理在电感耦合等离子体反应离子蚀刻机，它允许选择性地揭示所需的晶体平面单晶金刚石通过控制蚀刻条件。当入射离子在金刚石表面上的动能降低到一定阈值以下时，会导致沿特定晶面的各向异性蚀刻和刻面，从而证明了该原理。利用这一原理，利用氮空位中心制备了用于磁性测量的单片金刚石纳米柱。在这些纳米柱中，实现了高达21°的半锥角，这是报道的最高角度，这导致纳米柱的高光子效率和高机械强度。这些结果代表了晶体取向依赖的反应离子蚀刻原理的第一次演示，这为形成特定的纳米结构打开了一个新的窗口，这是纳米技术的核心。据信，这一原理将被证明是有价值的结构和图案化的其他单晶材料以及。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
