人造鑽石是一種高度耐用、剛性強且導熱性能優異的材料，使其成為量子和傳統電子學的理想候選材料。它的化學性質穩定，在這些應用中具有優異的性能。然而，有一個重大挑戰：鑽石只能在其他鑽石上生長。

芝加哥大學普利茲克分子工程學院高實驗室（High Lab）和阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）的一篇新論文展示了一種將鑽石直接粘合到材料上的新方法，這種方法很容易與量子或傳統電子裝置整合。 圖中，透射電子顯微鏡影像顯示了奈米級、10 奈米厚的鑽石薄膜（右側）與藍寶石（左側）的結合。 圖片來源：芝加哥大學普利茲克分子工程學院/Guo 等人

這種特性被稱為同質外延，意味著要將鑽石整合到量子電腦、感測器、手機等技術中，要麼犧牲鑽石的全部潛力，要麼依賴昂貴的大塊鑽石。

美國芝加哥大學PME高級實驗室和阿貢國家實驗室最近在《自然通訊》（Nature Communications）上發表了一篇論文，透過創造一種將鑽石直接連接到其他材料的新方法，研究人員解決了一個主要障礙，使鑽石能夠輕鬆整合於量子或傳統電子設備中。

利用這項新技術，研究小組黏合了薄至100 奈米的晶體膜，同時也維持了適合先進量子應用的自旋相干性。

透過這種技術，團隊將鑽石直接與矽、熔融二氧化矽、藍寶石、熱氧化物和鈮酸鋰等材料黏合在一起，無需使用中間物質作為「膠水」。

與珠寶商不同，量子研究人員更喜歡有輕微瑕疵的鑽石。透過精確設計晶格中的缺陷，研究人員創造了持久的量子比特，非常適合用於量子計算、量子感測和其他應用。

研究人員已為此過程申請了專利，並計劃將其商業化。研究人員稱，這項新技術有可能極大地影響我們量子電腦、手機或電腦的製造方式。