金刚石在线讯  微机电系统（MEMS）是将微型机械结构、传感器、执行器与集成电路集成于微小芯片的技术，小如米粒却能让设备拥有“感知与互动”的智能能力。在人工智能技术迅猛发展与全球科技格局深度变革的背景下，开发基于新材料体系的高精度传感技术，已成为驱动信息技术向智能化、高端化跃迁的核心驱动力。

作为微机电系统的功能核心，微谐振器凭借其微型化、超低功耗及高度集成化等优势，是实现纳牛级力敏检测、THz频段信号处理、皮秒级时钟同步及亚微秒响应控制的关键执行单元，更在5G/6G通信基站射频前端、可穿戴生物传感器、新能源汽车系统等战略新兴产业中承担着不可替代的技术支撑作用。在空间引力波探测、红外成像制导、固态量子比特操控等领域也展现出革命性应用前景。

金刚石作为终极半导体，其机械性能、传热性能及宽带隙等特性均显著超越传统半导体材料。随着化学气相沉积技术突破，金刚石基MEMS器件已进入工程化应用探索阶段。如何利用好金刚石材料的物理化学特性，开发制作更高精度、更强稳定性、更宽频谱、更高品质因子的微机械和微机电谐振器是未来发展的重要研究方向，对于推动我国加工制造、高性能传感及量子信息技术产业发展具有重要意义。

此前，山东大学刘铎团队利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）制作了金刚石/硅复合结构悬臂梁微谐振器，通过振动频谱测量，结合解析计算和仿真模拟，验证了该结构可显著降低谐振器空气阻尼和表面损耗这两种主要损耗机制，谐振器品质因子是原硅微悬臂梁的7.1倍。进而运用参量共振激励的方法，系统研究了该谐振器的非线性动力学特征。随激励强度增加，系统经历了线性到非线性的动力学演变，包括注入锁定、阿诺德舌、四波混频等，最终在混沌辅助下形成阿诺德舌和次级阿诺德舌频率梳。该工作对促进理解声频梳，开发大气空气中的高精度计量应用具有积极意义。

2025年11月5日，中国粉体网将在河南•郑州举办“2025半导体行业用金刚石材料技术大会”。届时，我们将邀请到山东大学刘铎教授出席本次大会并作题为《基于金刚石薄膜的微机电谐振器制作及性能研究》的报告。

专家简介

刘铎，山东大学教授、博士生导师。长期从事宽带隙半导体晶体材料，微机电系统（MEMS）传感器等方面的研究工作。先后承担国家重点研发项目，国家自然科学基金重大研究计划和面上项目，山东省重点项目。在Nano Letters，Microsystems&Nanoengineering，Physical Review Applied等期刊发表论文70余篇，论文他引2000余次，获授权专利20余项。

（金刚石在线编辑整理/石语）

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