最も硬い物質として知られるダイヤモンドは、電気絶縁体でもあり優れた熱伝導体にもなる。MITの研究者らは、ダイヤモンドの電気特性を変換し、絶縁性から高動伝導性にまで操作する手法を見出した。

概念実証の段階にある同技術は、将来的に太陽光電池やLED電気などの高効率化や新たな量子センサーなどの開発に役立つ可能背がある。

10％近く曲げる技術を開発

材料を変形させることで、電気的、熱的および光学的な特性に変化を引き起こすことが可能とのこと。シリコンなどの半導体材料にひずみを加えて電気特性を変化させる技術は、20年以上前に発見されている。

当時は約1％程度の小さなひずみを加えるものだったのに対し、MITの研究者らは2018年、数百ナノメートルのダイヤモンドの針を10％近く曲げる技術を開発した。

同技術では、結晶格子を壊すことなくダイヤモンドを変形させ、またもとに戻すことが可能とのこと。

絶縁体から半導体、金属にまで変化

研究者らによる最新のシミュレーションでは、ひずみを加えることでダイヤモンドの電気伝導性を変化させ、絶縁体から半導体、金属に至るまでの幅広い電気特性が得られることを示している。

ひずみは、必要に応じてリアルタイムで変化させることが可能となっている。

また、光学特性を変化させることで、例えば単一デバイスで赤外線から紫外線までをカバーした太陽光パネルのセルなんかの開発につながるとのことで、幅広いアプリケーションに応用されそうだ。

参照元：Turning diamond into metal/ MIT News