金剛石作為已知熱導(dǎo)率最高的固體材料，是目前高功率器件熱管理領(lǐng)域中最受關(guān)注的材料之一。此前，晶體中心研究團(tuán)隊(duì)提出了一種直接在激光晶體表面沉積金剛石膜的方法，實(shí)現(xiàn)了激光晶體傳熱能力的有效提升，該方法相較于鍵合工藝大大降低了技術(shù)成本。

近期，晶體中心在激光晶體熱管理方面取得進(jìn)展。研究人員在之前的工作基礎(chǔ)上，提出使用金屬Cr過渡層在鈦寶石上沉積金剛石多晶膜。Cr過渡層可以有效緩解金剛石和鈦寶石之間的晶格失配以及熱失配，提升界面結(jié)合能力。研究人員采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)（MPCVD）在鈦寶石襯底上成功制備了51 μm完整、均勻的多晶金剛石膜，膜內(nèi)應(yīng)力為0．97 GPa，沉積金剛石膜后的鈦寶石樣品熱膨脹系數(shù)提升了17％。同時(shí)，通過第一性原理計(jì)算揭示了界面處C－Cr鍵的形成。直接沉積金剛石技術(shù)有望在激光晶體熱管理領(lǐng)域獲得更為廣泛的應(yīng)用。相關(guān)成果以“Effective diamond deposition on Ti：sapphire with a Cr interlayer via microwave plasma chemical vapor deposition”為題發(fā)表于CrystEngComm。

該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金支持。