ダイヤモンドが圧電材料に、1世紀の常識を覆す薄膜
Piezoelectric effect in polycrystalline diamond membranes
ダイヤモンドは1世紀以上にわたり非圧電材料とされてきた。Science Advancesに掲載された研究で、超薄型・超柔軟な多結晶ダイヤモンド膜に顕著な圧電効果が確認された。圧電性は膜厚に依存し、約5μmで最大の圧電電圧係数82.2 mV·m/Nを示し、多くの従来圧電材料を上回る。第一原理計算により、粒界が誘起する局所的な非対称性が起源であることが明らかになった。エネルギー harvesting、センシング、ウェアラブルへの応用が期待される。
ダイヤモンドは1900年代以降、非圧電材料と見なされてきた。それにもかかわらず、強く硬く不活性で、音速、熱伝導率、絶縁破壊強度、超ワイドバンドギャップが極めて高いという特性を持つが、MEMSでは他の圧電材料層を支える機械的基板としてのみ使われてきた。