多元應用/研量子級金剛石 邁步「無衛星自主導航」
同樣一塊金剛石，也分不同等級。大家熟知的散熱基板屬於電子級金剛石，量子級金剛石則是在金剛石內製造NV色心，把普通晶體變成超高靈敏度的量子傳感器。
哈工大劉亮鈺博士打了一個通俗比方，手機依賴北斗信號才能定位，一旦進入深山、地下隧道，衛星信號徹底中斷。搭載NV色心量子元件的設備，不需要任何外界信號，只捕捉地球磁場變化，就能自主測算位置，實現不間斷自主導航。
所謂NV色心，學名是氮空位中心。金剛石原本是碳原子整齊排列的完美晶格，科研人員人為讓一個氮原子頂替碳原子，旁邊再留出一處原子空位，二者組合就形成了穩定的NV色心。被困在此處的電子如同一枚微型磁針，對磁場變化極其敏感。外界磁場稍有波動，電子自旋狀態立刻隨之改變，設備就能精準捕捉數據，完成方位測算。量子級金剛石要精準控制NV色心的數量與分布。
朱嘉琦團隊依靠自主MPCVD裝備，可以精準調控色心密度，讓每一顆「量子磁針」穩定工作，在常溫環境下保持量子狀態，不用複雜低溫設備，降低器件量產門檻。可控製造NV色心，讓國產大尺寸量子金剛石突破技術瓶頸，為不依賴衛星的自主導航、精密量子探測打下堅實材料根基。
製作耐受核輻射半導體
「金剛石也被稱作終極半導體，耐高溫、抗輻射，能適應五百攝氏度以上極端工況。」朱嘉琦教授介紹，第三代半導體無法耐受核輻射等極端環境，金剛石特種邏輯芯片剛好補齊短板。團隊2026年研製出超低功耗金剛石電路，可用於衛星、核監測設備，可以耐受極端輻射環境，大幅提升芯片可靠性及壽命。\大公報記者于海江、王欣欣
