2026年4月

開發鑽石在科學與工程領域的巨大潛力

港大研發「超薄鑽石薄膜技術 」入選2025中國科學十大進展
Diamond Fabrication Technology
左起:港大協理副校長(研究)黃思齊教授、褚智勤教授及林原教授。

「不久將來,鑽石或會在我們生活中,無處不在!」這句說話對鑽石愛好者來說,不知算不算是喜訊,因為,這些鑽石並非以瑪麗蓮夢露所形容「女孩最好的朋友」的形式出現,而是可以置於不同物料表面的超薄柔韌鑽石薄膜。

鑽石,又稱金剛石,是全球公認的珍貴寶石,同時也是一種多功能的工程材料。鑽石是最堅硬的天然物料,在室溫下的熱傳導性能無出其右,並兼具極高的載流子遷移率、介電擊穿強度、超寬的半導體禁帶寬度,以及從紅外到深紫外的光學透明性。這些卓越特性,使其成為製備高頻高功率電子器件、先進光學器件,以及冷卻高功率密度電子器件(如處理器、半導體雷射器與電動車相關器件)的理想材料。

然而,鑽石的化學惰性與堅硬晶體結構,令製造與量產鑽石製品非常不易,要生產超薄且獨立的鑽石薄膜更難,這大大限制了鑽石的廣泛應用。

有見及此,港大工程學院團隊開發出革命性的鑽石製備技術,可大量製造超薄、超柔韌的鑽石薄膜。

「創新方法實現規模化製備柔性超平金剛石薄膜」研究項目,由港大電機電子工程學系褚智勤教授與機械工程系林原教授共同領導,聯合南方科技大學李携曦教授及北京大學東莞光電研究院王琦教授團隊合作進行。

研究團隊成功開發突破性的「邊緣暴露剝離法」,相較傳統方法耗時甚久、成本昂貴且只能製出尺寸有限的產品,這項新技術僅需10秒即可製作出兩英寸大小的超薄柔韌鑽石薄膜,以效率和規模而言,都是前所未有。

這項研究的影響力遠超出學術範疇,將會有巨大的社會影響力。此技術所產出的薄膜表面超平坦而兼具有彎折能力,對製作新一代彈性及可穿戴電子及光學器材及精準微型器件,甚具潛力,更可發展至廣泛應用於電子、光子、機械、熱力、聲學,以至量子技術。

舉例說,這些鑽石薄膜可用於需要高精準度與高靈活性的先進醫療裝置,從而改善病人的治療效果。此外,鑽石薄膜的熱傳導性能可以提升電動車及可再生能源系統裝置的效率。

「創新方法實現規模化製備柔性超平金剛石薄膜」研究項目最近獲選為2025年度中國科學十大進展之一。

「中國科學十大進展」年度評選由國家自然科學基金委員會主辦,旨在表彰基礎研究領域的傑出成就,激勵研究人員持續推進原創研究,並提升公眾對科學的關注與支持。自2005年首辦以來,這項年度評選已成為國家基礎研究的重要指標。

褚教授對獲選深感榮幸與自豪,他表示:「有機會與國家大型科研團隊一同獲得這項榮譽,實在難得。同時,亦十分欣慰看到香港的科研突破能夠融入國家科技發展大局,充分展現本地創科的龐大潛力。我深信,鑽石材料有望突破傳統首飾或工具用途,邁向更高端的半導體及量子產業,其應用亦有助提升人們的生活質素。」

林教授補充道:「很高興見到我們在港大開展的基礎研究,能夠為產業重大樽頸問題提供解決方案。這項榮譽亦將推動我們繼續追求科研卓越,期望為國家科技發展作出更大貢獻。」

此項革命性的鑽石製備技術,充分彰顯了鑽石在科學與工程領域的巨大潛力。隨著技術的不斷演進,鑽石材料將為生物醫學工程、先進電子學等領域帶來全新標準,我們也很可能迎來一個「鑽石成為每個人的最好朋友」的全新時代。

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