澳洲大学激光技术取得重大突破，实现钻石原子级精度

想象一下，把一个物体放在显微镜下，然后按下按钮就能以原子级的精度重新排列表面原子。由于澳大利亚悉尼麦考瑞大学（Macquarie University）的开创性研究，这一曾经的科幻场景如今已成为现实。

这项成果在《应用表面科学》（Applied Surface Science）杂志上发表。该项目首席研究员 Mojtaba Moshkani博士评论说：我们的激光方法可在标准空气环境中对金刚石表面进行原子级控制。这种精度水平通常只有大型、复杂的真空设备才能实现。用简单的激光工艺就能达到这种程度，确实非常了不起。

示意图显示通过光栅化聚焦紫外线光束实现的大面积加工

研究人员利用深紫外激光技术开发出了一种对金刚石进行精确表面加工的技术。这种方法可以控制去除少至百分之一的单原子层，从而对金刚石表面的结构和特性进行前所未有的控制。该团队表示，这一成果“将改变电子、量子设备和先进制造领域的应用。在这些领域，即使对表面原子的配置进行微小调整，也能显著提高设备性能。”

增强导电性
最重要的发现之一是，经过激光处理后，金刚石表面的导电性大幅提高，最高可提高七倍。麻省理工学院林肯实验室的合作者独立证实了这一提高。团队带头人Richard Mildren教授说：我们感到惊讶的是，对表面进行如此微小的调整就能大幅提高导电性。

“这一成果是应对挑战的关键一步，使钻石成为一种可行的半导体材料，”Mildren教授补充说，“钻石的独特性能，包括高热导率和抗电击穿性，使其成为大功率、高频率电子设备的理想候选材料。”

Rich Mildren教授在麦考瑞大学光子学实验室使用金刚石激光束

这项技术不仅精确，而且快速。在目前的实验中，激光只需0.2毫秒就能去除1%的单层。这使它成为大规模工业应用（如晶片加工）的理想选择。Moshkani博士说：我们已经证明，这种工艺既快速又可扩展。对于需要先进材料加工的行业来说，这是一个引人注目的选择。

除电子技术外，这一发现对量子技术也有深远影响。金刚石表面在稳定量子态（如量子计算机中使用的量子态）方面发挥着至关重要的作用。以原子精度设计金刚石表面的能力，将成为研究人员和工业界的重要工具。

“这仅仅是个开始，”Mildren教授说，“我们很高兴能够探索如何进一步优化这项技术，以充分释放金刚石在电子、量子技术等领域的潜力。”