近日，日本安達滿納米奇精密寶石有限公司（Adamant Namiki Precision Jewel Co. Ltd.）宣布成功開發(fā)了超高純度 2 英寸金剛石晶圓的量產(chǎn)方法。
圖? 4mm×4mm 晶片（左）和2英寸（55mm直徑）超高純金剛石晶片（右）
這種超高純度金剛石含有不超過 3 ppb（十億分之一）的氮原子，這是量子計算機、量子存儲器和量子傳感設備等量子應用所需的。新開發(fā)的金剛石晶片直徑為 2 英寸（約 55 毫米），遠大于目前可用的 4 mm×4 mm晶片。這項新技術有望推動量子應用的發(fā)展。Adamant Namiki 計劃在 2023 年將該產(chǎn)品商業(yè)化。
2021 年 9 月 9 日，Adamant Namiki與佐賀大學合作，使用獨特的階梯式流程方法成功生產(chǎn)了直徑為 2 英寸的晶圓（商品名：KENZAN Diamond?）。然而，該方法利用氮氣實現(xiàn)了適合大規(guī)模生產(chǎn)的高生長速率，但留下了幾 ppm（百萬分之幾）的氮雜質，影響量子應用。從那時起，Adamant Namiki 改進了其生產(chǎn)方法，以實現(xiàn)其超高純度 2 英寸金剛石的氮含量不超過 3 ppb，使其適用于量子應用。
相比之下，含氮不超過 3 ppb 的市售超高純度金剛石晶片只有 4mm×4mm。雖然這種晶圓尺寸可以用于基礎研究，但對于實際應用來說太小了。Adamant Namiki 開發(fā)了一種新的 2 英寸金剛石晶圓量產(chǎn)技術，幾乎消除了晶體生長過程中的氮污染，從而實現(xiàn)了超高純度。理論上，一塊 2 英寸的金剛石晶片可以提供足夠的量子存儲器來記錄 10 億張藍光光盤。這相當于一天內(nèi)分布在全球的所有移動數(shù)據(jù)。
Adamant Namiki 計劃開發(fā)包括拋光技術在內(nèi)的外圍技術，為 2023 年的商業(yè)生產(chǎn)做準備。這將大大加快對使用大直徑金剛石晶片的量子器件的研究。
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