纳米钻石的新合成方法：有助于量子与医学研究！( 四 )_背景钻石

华盛顿大学材料科学与工程系副教授、太平洋西北国家实验室的研究员、论文通信作者 Peter Pauzauskie 表示：“这种方法使我们通过仔细选择合成期间采用的分子启动材料，故意将其他元素掺杂到金刚石纳米晶体中。”

技术

掺杂纳米金刚石还有其他方法，例如离子注入。但是，这个工艺往往会破坏晶体结构，而且掺入的元素被随意放置，从而限制了性能与应用。在这里，研究人员决定不在纳米金刚石合成之后进行掺杂。取而代之的是，他们掺杂分子成分，来创造具有他们想掺入的元素的纳米金刚石，然后再采用高温与高压来合成含有这些元素的纳米金刚石。

基本上来说，这就像做蛋糕：将糖先添加到面糊中，比在烘焙之后再将糖添加到蛋糕中，要容易得多，效率也更高。

团队打造纳米金刚石的起点是一种富含碳的材料（Pauzauskie 称它类似于木炭）。研究人员将这种材料制作成一种称为“气凝胶”的轻量、多孔基体。然后，他们在碳气凝胶中掺入了称为“正硅酸乙酯”的含硅分子，该分子通过化学方式集成到碳气凝胶中。研究人员将反应物密封在金刚石对顶砧垫圈中，这样会在垫圈内产生高达15吉帕的压力。作为参考，1吉帕差不多是1万个大气压，或者海洋最深处压力的10倍。