金刚石是一种极具工业应用价值的材料,广泛应用于超精密加工、半导体、光学和电子器件等工业领域。但由于金刚石的超高硬度和高化学惰性,难以实现其高效和超低损伤加工。为了解决这些挑战,研究者已经开发出了多种单晶金刚石(SCD)和多晶金刚石(PCD)的抛光方法,包括机械抛光、化学抛光、激光抛光和离子束抛光等。其中,传统的机械和化学抛光方法存在抛光精度和抛光效率较低、抛光界面的几何形状受限和易引起抛光表面损伤等不足,这限制了金刚石在半导体、光学等精密电子器件领域的应用。近些年新兴起的能量束抛光方法因其高效率、高精度以及低表面损伤在金刚石抛光领域得到了越来越广泛的应用。近期,华侨大学姜峰教授等人在SCI核心期刊《极端制造》(International Journal of Extreme Manufacturing,IJEM)上发表了题为《金刚石的能量束直接抛光和辅助抛光技术进展与挑战》的长篇综述,系统总结了SCD和PCD的能量束抛光技术,如激光抛光、离子束抛光、等离子体辅助抛光和激光辅助抛光等,分析了各种抛光工艺的工艺特点、材料去除机理及其影响因素。图1展示了几种能量束抛光技术的抛光装置、材料去除机理和影响因素。
Abstract
金刚石是一种极具工业应用价值的材料,广泛应用于超精密加工、半导体、光学和电子器件等工业领域。但由于金刚石的超高硬度和高化学惰性,难以实现其高效和超低损伤加工。为了解决这些挑战,研究者已经开发出了多种单晶金刚石(SCD)和多晶金刚石(PCD)的抛光方法,包括机械抛光、化学抛光、激光抛光和离子束抛光等。其中,传统的机械和化学抛光方法存在抛光精度和抛光效率较低、抛光界面的几何形状受限和易引起抛光表面损伤等不足,这限制了金刚石在半导体、光学等精密电子器件领域的应用。近些年新兴起的能量束抛光方法因其高效率、高精度以及低表面损伤在金刚石抛光领域得到了越来越广泛的应用。近期,华侨大学姜峰教授等人在SCI核心期刊《极端制造》(International Journal of Extreme Manufacturing,IJEM)上发表了题为《金刚石的能量束直接抛光和辅助抛光技术进展与挑战》的长篇综述,系统总结了SCD和PCD的能量束抛光技术,如激光抛光、离子束抛光、等离子体辅助抛光和激光辅助抛光等,分析了各种抛光工艺的工艺特点、材料去除机理及其影响因素。图1展示了几种能量束抛光技术的抛光装置、材料去除机理和影响因素。