摘要：经常因其无与伦比的硬度和透明度而闻名的钻石已成为高功率电子和下一代量子光学元件的特殊材料。钻石可以通过引入诸如元素硼等杂质来设计成与金属一样导电。现在，研究人员在钻石中发现了另一个有趣的物业，其中添加了硼，称为硼掺杂钻石。他们的发现可以为新型的生物医学和量子光学设备铺平道路 - 更快，更有效，并且能够以古典技术无法处理的方式处理信息。...

经常因其无与伦比的硬度和透明度而闻名的钻石已成为高功率电子和下一代量子光学元件的特殊材料。钻石可以通过引入诸如元素硼等杂质来设计成与金属一样导电。

Case Western Reserve University和伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学的研究人员现在在钻石中发现了另一个有趣的物业，并增加了硼（硼掺杂钻石）。他们的发现可以为新型的生物医学和量子光学设备铺平道路 - 更快，更有效，并且能够以古典技术无法处理的方式处理信息。他们的结果今天在自然通讯。

研究人员发现，硼隆式钻石表现出等离子 - 当光线撞到时移动的电子波 - 使电场可以在纳米表尺度上受到控制和增强。这对于晚期生物传感器，纳米级光学设备以及改善太阳能电池和量子设备很重要。以前，已知掺杂硼的钻石会导致电力并成为超导体，但不具有等离子性能。与金属甚至其他掺杂的半导体不同，掺杂硼的钻石在光学上保持清晰。

Case Western Reserese物理学教授Giuseppe Strangi说：“钻石继续发光。

伊利诺伊州Grainger工程学院的核，血浆和放射学工程教授Mohan Sankaran说：“了解掺杂如何影响钻石等半导体的光学响应改变了我们对这些材料的理解。”

影响纳米级光线的等离子体材料甚至在理解其科学原理之前就吸引了人类数百年。中世纪彩色玻璃窗中鲜艳的颜色是由嵌入玻璃中的金属纳米颗粒引起的。当光通过时，这些颗粒会产生产生特定颜色的等离子体。金纳米颗粒出现红宝石红色，而银纳米颗粒显示出充满活力的黄色。这种古老的艺术突出了光与物质之间的相互作用，激发了纳米技术和光学方面的现代进步。

由元素碳的透明晶体组成的钻石可以与少量的硼合成，少量的硼，与周期表上的碳相邻。硼所含的电子比碳少，从而可以接受电子。硼基本上打开了材料中的周期性电子“孔”，该材料具有增加材料传导电流能力的作用。硼龙掺杂的钻石晶格保持透明，并带有蓝调。 （著名的希望钻石是蓝色的，因为它含有少量的硼）。

由于其其他独特的特性（它也是化学惰性和生物学上兼容的），可以在其他材料无法使用的情况下使用硼龙掺杂的钻石，例如医学成像或高敏化生物芯片或分子传感器。

教职员工约翰·安格斯（John Angus）于1968年在Case Western Reserve（当时的Case Institute of Case Institute of Case Institute of John Angus）率先于2023年去世。安格斯（Angus）也是第一个报道钻石与鲍隆（Boron）掺杂钻石的电导率的人。

Strangi和Sankaran与伊利诺伊州的主要作家，研究生Souvik Bhattacharya合作；乔纳森·博伊德（Jonathan Boyd），凯斯西部保护区；卢森堡大学的Sven Reichardt和Ludger Wirtz；马赛大学的Vallentin Allard，Aude Lereu和Amir Hossein Talebi；和瑞典Umeå大学的Nicolo MacCaferri。

该研究得到了国家科学基金会的支持。