硅基材料目前在半导体领域是无可争议的领导者。然而，全球科学家们正在积极寻找下一代电子产品和高功率系统的优越替代品。有趣的是，钻石是快速电信、电动汽车和发电厂等应用中最有前途的材料之一。

尽管钻石在半导体行业具有吸引力的特性，但由于缺乏高效切割薄片的技术，钻石的应用受到限制。因此，钻石薄片必须一次合成一个，使得大多数行业的制造成本不可承受。

现在，由千叶大学工学研究科的Hirofumi Hidai教授领导的日本研究团队已经找到了解决这个问题的办法。在最近发表在《Diamond and Related Materials》杂志上的一项研究中，他们报告了一种新颖的基于激光的切割技术，可以用来在最佳晶体学面上切割钻石，从而产生光滑的薄片。

大多数晶体的性质（包括钻石）在不同的晶体学面上是不同的——这些面是由构成晶体的原子组成的虚拟表面。例如，钻石可以沿着{111}表面容易地切割。然而，切割{100}面是具有挑战性的，因为这也会在{111}裂解面上产生裂缝，增加切割损失。

为了防止这些不期望的裂纹的传播，研究人员开发了一种将短脉冲激光聚焦到材料内的狭长锥形体积上的钻石加工技术。浓缩的激光照射会将钻石转化为无定形碳，其密度低于钻石。因此，受激光脉冲改变的区域将密度降低并形成裂纹。

通过以方格图案将这些激光脉冲照射到透明的钻石样品上，研究人员在材料内创造了一系列容易产生裂纹的小区域。如果网格中修饰区域之间的间隔和每个区域使用的激光脉冲数目是最佳的，所有修饰区域将通过首选沿着{100}平面传播的小裂纹相互连接。

因此，只需将锐利的钨针推向样品的一侧，就可以轻松分离出具有{100}表面的光滑薄片。

总的来说，这种提出的技术是使钻石成为未来技术中适用的半导体材料的关键一步。钻石切割可在低成本下生产高质量的薄片，并且对于制造钻石半导体器件来说是不可缺少的。因此，这项研究使我们更接近实现钻石半导体的各种应用，例如改善电动车和列车的功率转换比。