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定義：碳元素的單質(zhì)同素異構(gòu)體之一，為面心立方結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子都以sp³雜化軌道與另外4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，構(gòu)成正四面體，是典型的原子晶體。具有超硬、耐磨、熱傳導(dǎo)、半導(dǎo)體等優(yōu)異的物理性能。

金剛石按質(zhì)量和用途，分為寶石級(jí)金剛石和工業(yè)金剛石。寶石級(jí)金剛石就是我們熟知的鉆石，是珍貴、稀有、璀璨奪目的寶石之一。金剛石集眾多優(yōu)良性質(zhì)于一身，例如極高的硬度（摩斯硬度為10）、超高的熱導(dǎo)率（室溫?zé)釋?dǎo)率可達(dá)3200 W/m?K）、大禁帶寬度（5.45eV）和極高的載流子遷移率（電子遷移率可達(dá)4500cm²·V^-1·s^-1）等。

金剛石根據(jù)其來源可分為天然金剛石與人造金剛石，根據(jù)材料品質(zhì)及用途又可分為工具級(jí)、熱學(xué)級(jí)、光學(xué)級(jí)和電子級(jí)等四個(gè)級(jí)別。工具級(jí)金剛石在超精密加工、宇航、鉆探、超高壓物理等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值；熱學(xué)級(jí)金剛石則憑借其超高的熱導(dǎo)率和絕緣性成為衛(wèi)星熱沉材料、芯片散熱領(lǐng)域中的新秀；光學(xué)級(jí)金剛石擁有從紫外波段到遠(yuǎn)紅外波段乃至微波的超寬透過波段，因而成為高功率激光、微波裝備及大通量光源的理想窗口材料；電子級(jí)金剛石被譽(yù)為 “終極半導(dǎo)體”材料，在航空航天、人工智能、5G等尖端科技領(lǐng)域具有極為重要的戰(zhàn)略意義。此外，金剛石“色心”在量子計(jì)算和量子通信領(lǐng)域的應(yīng)用，以及“深彈性金剛石”的研發(fā)，正引領(lǐng)著金剛石材料前沿科學(xué)的發(fā)展。

“金剛”一詞原為佛教術(shù)語(yǔ)，而“金剛石”一詞在我國(guó)歷史中可追溯至東晉萬(wàn)震所著的《南州異物志》，其中有“金剛，石也，其狀如珠，堅(jiān)利無疋”的記載，這表明古人已明曉其堅(jiān)不可摧的特性，并視為珍寶。隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是人造金剛石技術(shù)的日趨成熟，金剛石這一古老的晶體材料又因其優(yōu)異的性能而煥發(fā)出新的生機(jī)，不斷被發(fā)掘出新的應(yīng)用價(jià)值。

目前，我國(guó)的人造金剛石產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界前列，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)正采用化學(xué)氣相沉積法（CVD）朝著制備英寸級(jí)大小、厘米級(jí)厚度、電子級(jí)品質(zhì)的大單晶不斷努力，并引領(lǐng)金剛石生長(zhǎng)設(shè)備研發(fā)、生長(zhǎng)加工、器件應(yīng)用等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與轉(zhuǎn)型，向世界領(lǐng)先水平邁進(jìn)。（哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博導(dǎo)朱嘉琦）