近日，哈尔滨工业大学举办博士生集体婚礼引发关注。此次集体婚礼，该校特地为新人们准备了由1克拉“真心”钻石制作成的钻戒。

这1克拉钻戒，并非市场采购成品，而是由该校航天学院朱嘉琦科研团队，依托自主研发技术在实验室“种”出来的。“高深的科研成果并不高深，我们希望把科技进步的喜悦与大家分享，更希望让科研成果走出论文、走出实验室，真正服务国家、造福社会。”朱嘉琦说。

数天完成亿年生长历程

天然钻石形成于地下数百公里的高温高压环境，形成周期长达数亿年。但哈尔滨工业大学“种”钻石的思路不同，他们采用微波等离子体化学气相沉积技术，在实验室中精准复刻并加速钻石生成过程。团队利用大功率微波激发甲烷等含碳气体，形成高活性等离子体，使碳原子在金刚石籽晶表面有序沉积、外延生长，最终形成结构完整、品质纯净的金刚石单晶。

“这种方法和传统高温高压完全不同。”朱嘉琦介绍，“原则上，等离子体场能做多大，我们就有望长出多大面积的高质量金刚石，未来可以做成大尺寸晶圆，这是革命性的变化。”

在十余年攻关过程中，团队坚持自主研发，成功实现金刚石生长过程稳定可控、晶体质量大幅提升、生长速率显著加快。通过能量聚集与耦合调控等关键工艺，团队将高品质金刚石生长速率提升至每小时近100微米，仅需数天即可培育出1克拉珠宝级单晶。

实验室培育钻石和天然钻石一样吗？朱嘉琦给出明确答案：“从成分、晶体结构、硬度、折射率、化学稳定性看，二者完全一致，本质都是纯碳的金刚石。肉眼和常规仪器根本分不出来。”

在品质表现上，实验室培育钻石更具优势。天然钻石受地质环境影响，常含有杂质、裂纹、色带等缺陷；而实验室生长全程可控，晶体纯度更高、缺陷更少、品质更稳定，同时无需矿山开采，并且对环境友好。朱嘉琦表示，培育钻石不是“仿钻”，不是“替代品”，而是成分、结构、性能完全相同的金刚石，在珠宝佩戴、高端科研、工业应用等场景中均可放心使用。

“随着技术成熟普及，我们不仅能在高端装备领域用好金刚石，更能在民生领域实现‘钻石自由’。”朱嘉琦坦言。

金刚石应用空间广阔

实验室培育钻石的价值远不止于珠宝领域。“大家看到的是钻戒，我们看到的是散热、传感、量子、半导体。”朱嘉琦说，金刚石具备超高热导率、超硬耐磨、光学性能优异、量子缺陷可控等一系列极限特性，是支撑高端装备、半导体、量子信息等领域的关键战略材料。

目前，团队研发的金刚石材料已在多个领域实现落地应用。在消费电子端，高端笔记本、游戏本等高功率芯片散热难题，可通过金刚石基复合材料高效解决；在半导体领域，金刚石为碳化硅、氮化镓等第三代半导体器件提供高性能散热衬底，突破器件性能瓶颈；在航天与雷达系统中，金刚石凭借优异的稳定性与散热能力，保障装备在极端工况下可靠运行。

通过精准调控晶体缺陷，金刚石还可制备成量子光源核心材料，在量子计算、量子通信、量子传感与精密导航等前沿方向发挥关键作用。朱嘉琦表示，控制金刚石缺陷形成彩钻，并非只为装饰用途，更高价值在于实现量子级应用，支撑下一代信息技术发展。

一枚钻戒，一份浪漫，更是一次科技自立自强的生动宣言。哈尔滨工业大学用“种钻石”告诉我们：最硬核的浪漫，是把关键核心技术牢牢掌握在自己手中；最珍贵的钻石，是一代代科研人坚守使命、攻坚克难的初心。（记者 朱虹）