8月5日消息，一项发表于arXiv预印本平台的研究报告了在高温高压（HPHT）条件下成功生长出超过10毫米尺寸的立方氮化硼（cBN）单晶的突破性成果。 立方氮化硼是仅次于金刚石的第二硬材料，具有极高的热稳定性和化学稳定性，在超硬材料切削刀具、磨料和高功率电子器件领域具有重要应用。然而，大尺寸cBN单晶的生长一直面临巨大挑战，此前报道的最大晶粒尺寸仅约3毫米，严重限制了其在精密加工和电子器件中的应用。 研究团队使用Ni-Cr基溶剂催化剂，通过高温高压温度梯度法实现了这一突破。成功的关键在于在1950摄氏度源温度下维持一周生长过程中的稳定前驱体熔体。在此条件下，硼和氮物种在金属溶剂中的有效扩散得到了有效控制，确保了晶体的持续稳定生长。 值得注意的是，使用相同HPHT电池生长的金刚石表现出近乎等轴的形状，而cBN晶体则呈现伸长的形态。研究人员将这一cBN形貌特征归因于硼和氮物种在金属溶剂中相对较低的有效扩散系数导致的空间局部化生长效应。 这一突破将cBN单晶的最大尺寸从约3毫米提升到超过10毫米（厘米级），为大尺寸cBN在深紫外探测器、高功率电子器件和中子探测器等应用领域的开发打开了大门。厘米级单晶的实现也使得cBN的晶体学性质研究和缺陷工程成为可能，为基于cBN的宽禁带半导体器件开发奠定了基础。 论文于2026年8月5日提交至arXiv。 （来源：arXiv）