金剛石，俗稱鉆石。除了作為我們?nèi)粘Ａ私獾囊环N貴重珠寶，金剛石還具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)。金剛石表面經(jīng)過人工修飾可形成穩(wěn)定的表面終端，如氫終端、氟終端等，在生物電子學(xué)領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用前景。

日前，由西安交大王宏興教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊針對金剛石氟終端表面的制造方法發(fā)表了研究成果。該成果以論文的形式發(fā)布在Carbon期刊上，題為“Electrochemical route to bio-compatible fluorine-terminated diamond surface”(實現(xiàn)生物兼容的氟終端金剛石表面的電化學(xué)途徑)。

在研究中，團隊提出了一種新的方法，在室溫下對LiF電介質(zhì)的MISFET中的氫端金剛石表面進行電化學(xué)改性。其化學(xué)反應(yīng)為2F-+C-H+2h+→C-F+HF。

根據(jù)對金剛石的X射線光電子能譜的測量結(jié)果，電化學(xué)改性后產(chǎn)生了C-F鍵。提出了一個解釋MISFET上電化學(xué)修飾的模型。在該模型中，計算出F-的理論電解電壓為-3.8V，與實驗值-5V一致。

本次研究成功利用電化學(xué)方法制造氟終端金剛石，提出了一個解釋電化學(xué)改性過程的模型。研究成果為金剛石在生物探測、生物傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了新的方向。