Stretching diamond to the limit Diamond is thought of as being unbendable, but thin samples can actually deform elastically. Applying relatively large amounts of strain to diamond may shift its electronic properties, which is of interest for a number of applications. Dang et al. elastically stretched micrometer-sized plates of diamond along different crystallographic directions. These relatively large samples show that deep-strain engineering can be accomplished in more uniform diamond specimens and may have a large impact on the electronic properties. Science, this issue p. 76 Micrometer-sized diamond plates can be elastically stretched up to 10% along a certain crystallographic direction. Diamond is not only the hardest material in nature, but is also an extreme electronic material with an ultrawide bandgap, exceptional carrier mobilities, and thermal conductivity. Straining diamond can push such extreme figures of merit for device applications. We microfabricated single-crystalline diamond bridge structures with ~1 micrometer length by ~100 nanometer width and achieved sample-wide uniform elastic strains under uniaxial tensile loading along the [100], [101], and [111] directions at room temperature. We also demonstrated deep elastic straining of diamond microbridge arrays. The ultralarge, highly controllable elastic strains can fundamentally change the bulk band structures of diamond, including a substantial calculated bandgap reduction as much as ~2 electron volts. Our demonstration highlights the immense application potential of deep elastic strain engineering for photonics, electronics, and quantum information technologies.

中文翻译：

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在微加工金刚石中实现大的均匀拉伸弹性

将金刚石拉伸到极限 金刚石被认为是不可弯曲的，但薄样品实际上可以弹性变形。对金刚石施加相对较大的应变可能会改变其电子特性，这对许多应用来说都是有意义的。当等人。沿不同结晶方向弹性拉伸微米级金刚石板。这些相对较大的样品表明，深应变工程可以在更均匀的金刚石样品中完成，并且可能对电子特性产生很大影响。科学，这个问题 p。76 微米大小的金刚石板可以沿某个结晶方向弹性拉伸 10%。金刚石不仅是自然界中最硬的材料，而且还是一种极端的电子材料，具有超宽带隙、卓越的载流子迁移率、和热导率。应变金刚石可以为设备应用带来如此极端的品质因数。我们微制造了约 1 微米长、约 100 纳米宽的单晶金刚石桥结构，并在室温下沿 [100]、[101] 和 [111] 方向在单轴拉伸载荷下实现了样品范围内的均匀弹性应变。我们还展示了金刚石微桥阵列的深度弹性应变。超大、高度可控的弹性应变可以从根本上改变金刚石的体能带结构，包括计算出的带隙减少高达约 2 电子伏特。我们的演示突出了深度弹性应变工程在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。应变金刚石可以为设备应用带来如此极端的品质因数。我们微制造了约 1 微米长、约 100 纳米宽的单晶金刚石桥结构，并在室温下沿 [100]、[101] 和 [111] 方向在单轴拉伸载荷下实现了样品范围内的均匀弹性应变。我们还展示了金刚石微桥阵列的深度弹性应变。超大、高度可控的弹性应变可以从根本上改变金刚石的体能带结构，包括计算出的带隙减少高达约 2 电子伏特。我们的演示突出了深度弹性应变工程在光子学、电子学和量子信息技术方面的巨大应用潜力。应变金刚石可以为设备应用带来如此极端的品质因数。我们微制造了约 1 微米长、约 100 纳米宽的单晶金刚石桥结构，并在室温下沿 [100]、[101] 和 [111] 方向在单轴拉伸载荷下实现了样品范围内的均匀弹性应变。我们还展示了金刚石微桥阵列的深度弹性应变。超大、高度可控的弹性应变可以从根本上改变金刚石的体能带结构，包括计算出的带隙减少高达约 2 电子伏特。我们的演示突出了深度弹性应变工程在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。我们微制造了约 1 微米长、约 100 纳米宽的单晶金刚石桥结构，并在室温下沿 [100]、[101] 和 [111] 方向在单轴拉伸载荷下实现了样品范围内的均匀弹性应变。我们还展示了金刚石微桥阵列的深度弹性应变。超大、高度可控的弹性应变可以从根本上改变金刚石的体能带结构，包括计算出的带隙减少高达约 2 电子伏特。我们的演示突出了深度弹性应变工程在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。我们微制造了约 1 微米长、约 100 纳米宽的单晶金刚石桥结构，并在室温下沿 [100]、[101] 和 [111] 方向在单轴拉伸载荷下实现了样品范围内的均匀弹性应变。我们还展示了金刚石微桥阵列的深度弹性应变。超大、高度可控的弹性应变可以从根本上改变金刚石的体能带结构，包括计算出的带隙减少高达约 2 电子伏特。我们的演示突出了深度弹性应变工程在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。