金刚石在线讯  金刚石是自然界中最坚硬的物质，在精密加工、磨具磨料、矿山开采、石油钻探等国民经济核心领域有重要应用。除了具有硬度高的特性外，金刚石还具有很多优异的半导体性质，如宽的带隙、高的热导率、高的击穿电压、高的载流子迁移率以及强的抗辐射能力等，这些性质使得金刚石成为制备高性能半导体器件的理想候选材料之一，有广泛的应用前景。

近年来，随着高性能光电器件需求的不断增长以及低功耗、绿色电子技术的快速发展，构建兼具高灵敏度与自供能特性的光电探测器已成为光电子领域的重要研究方向。光电探测器是一种能将光信号转化为电信号的设备，工作原理基于光电效应。光电探测器中的半导体材料在外部光信号的刺激下，产生的光生载流子改变了半导体材料的电导率，从而影响器件电流的大小。当吸收的光电子能量大于半导体的禁带宽度时，位于价带电子可以吸收光子能量，跃迁到导带产生空穴-电子对，使得半导体材料载流子浓度增加。探测器电流随着载流子浓度增加而变大，这就完成了从光信号到电信号的转变。这一类型的探测器具有结构简单，光响应信号较强等优点，但是也存在暗电流较大，响应速度慢等缺点。

郑州大学单崇新教授团队基于单晶金刚石构建了一个10×10的X射线探测器阵列，系统评估了该探测器在成像与探测性能方面的可行性与潜力。器件采用了非对称“三明治”夹层电极结构，同时通过激光刻蚀技术在像素之间形成隔离沟槽，有效抑制了邻近像素间的电信号串扰。结果表明，该金刚石X射线探测器阵列展现出优异的性能指标，最低检测限达4.9 nGy·s^-1，灵敏度高达14.3 mC·Gy^-1·cm^-2，明暗电流比达18312，均为迄今为止金刚石X射线探测器中最具代表性的优异性能。此外，该器件能够在高达450℃的温度下稳定运行，展示出其在高温、强辐射等极端环境中广阔的应用前景。

2025年11月5日，中国粉体网将在河南•郑州举办“2025半导体行业用金刚石材料技术大会”。届时，我们将邀请到郑州大学单崇新教授出席本次大会并作题为《金刚石半导体的光电效应及其器件应用》的报告。

专家简介

单崇新，郑州大学教授、副校长。主要从事金刚石相关材料与器件研究。发表学术论文400余篇。曾获教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年基金、中国青年科技奖、全国专业技术人才先进集体带头人、中组部万人计划“青年拔尖人才”、人社部“百千万人才工程”及国家有突出贡献中青年专家、中原学者、河南省杰出专业技术人才等称号。

参考来源：

人工晶体学报

葛磊：氢终端金刚石场效应晶体管与紫外探测器的制备及其性能研究

（金刚石在线编辑整理/石语）

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