Алмази - кращі друзі ... вчених!
Багато хто з нас ще пам'ятають слова цієї популярної пісеньки. Але не блискучі діаманти будуть героями нашої розповіді - а їх прабатьки - алмази! Діамантами вони стають тільки після ювелірної обробки - обрізки і ретельної шліфовки. Тільки тоді вони починають виблискувати і переливатися всіма кольорами веселки, що тут же позначається на їх ціні. Однак, і необроблені алмази мають велику цінність, нехай і не для любителів коштовностей, а для вчених і інженерів. 
Найбільший в світі необроблений алмаз виглядає не сильно привабливіше шматочка подряпаного скла. А коштує близько 70 млн. Доларів. Джерело: Associated Press
Області застосування алмазів в науці і техніці воістину безмежні: електроніка, обробка матеріалів, космічна індустрія, нанометрології і, звичайно ж, квантові технології, на яких ми пізніше і зосередимося. А щоб краще зрозуміти причини, за якими алмази стільки популярні, розберемося з їх властивостями і будовою. Так-так, знову в усьому винна наша стара знайома з статті про вуглець - кристалічна решітка! У наукових публікаціях решітка алмаза злегка відрізняється від тієї форми, до якої ми звикли зі школи, і відноситься до типу гранецентрированную кубічних грат. Однак, при наявності деякого просторової уяви можна легко зіставити її зі звичною "пірамідкою" з атомів улерода.
Кристалічна решітка алмазу. Джерело: http://www.gpi.ru/disser/ar_Khomich.pdf
Схожу структуру, до речі, мають і кристали кремнію, германію та олова, що знаходяться в тому ж самому стовпці періодичної таблиці, що і вуглець, атоми якого лежать в вузлах кристалічної решітки алмазу. Окремі атоми пов'язані між собою сильними ковалентними сигма-зв'язками , Що і призводить до неймовірної міцності алмазу. Якщо говорити точніше, то алмази здатні витримувати тиск, в мільйон разів перевищує атмосферний! Саме тому їх використовують для створення так званих "алмазних наковален" для дослідження поведінки різних матеріалів при надвисоких тисках.
Алмазна ковадло для отримання надвисоких тисків. Джерело: ism.kiev.ua
Крім того, завдяки все тим же нековалентним зв'язків, ефективно передає коливання атомів, алмази дуже добре проводять тепло (в шість разів краще міді і у вісім разів краще золота!). За це властивість матеріалу відповідає параметр, званий температурою Дебая (в честь голландського фізика Петера Дебая), при якій порушуються всі можливі моди коливань атомів в кристалічній решітці. Для алмазу вона становить близько 2000 градусів Кельвіна, що є своєрідним рекордом. Це означає, що при кімнатній температурі (293 К) решітка алмаза стійка і в ній практично не виникає квантів механічних збуджень - фононів. (Дуже цінна властивість при використанні алмазів для квантових технологій) З огляду на, що алмаз є діелектриком (майже не проводить електричний струм), це дозволяє створювати алмазні підкладки для ефективного відведення тепла в мікроелектроніці і високочастотної техніки.
Композитний матеріал з мікроалмази для ефективного відведення тепла. Джерело: phys.org
Нарешті, останньою особливістю алмазу, яку ми хотіли б торкнутися в цій статті є його прозорість. Це означає дуже просту річ - оптичне випромінювання (від глибокого ультрафіолету, до далекого інфрачервоного) проходячи через алмаз практично не поглинається. А це означає, що його можна використовувати в потужних лазерах і інших оптичних приладах і установках. Це прекрасна властивість також дуже стане в нагоді нам надалі, коли ми будемо обговорювати різноманітні домішки в алмазах і їх використання для квантової оптики.
"Гра світла" в алмазі і кварці. Джерело: Дерягин Б.В., Федосєєв Д.В. 'Алмази роблять хіміки'
Але це справа вже наступної статті, а на сьогодні ми з вами прощаємося і бажаємо плідної робочого тижня попереду!
Завжди ваші, MakeItQuantum
PS ось тут можна знайти цікавий звіт про перспективи використання алмазів в мікроелектроніці