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2025 article

Ultraprecise anisotropy mapping of Young's modulus in single-crystal diamond via mechanical resonance

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : jp, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The exceptional stiffness of diamond is strongly anisotropic due to its crystal structure, yet experimental quantification of Young's modulus along different orientations remains limited. Here, we present a direct measurement of elastic anisotropy in microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) single-crystal diamond (SCD) by analyzing the resonance frequencies of cantilevers aligned along distinct crystallographic directions. The measured Young's modulus exhibited a minimum value of 1085 ± 21 GPa along the ⟨100⟩ direction and a maximum value of 1189 ± 22 GPa along the ⟨110⟩ direction. The compliance constants derived from the MPCVD-SCD differ substantially from previously reported values for natural diamonds and are more consistent with first-principles theoretical values. This method enables precise determination of orientation-dependent stiffness, revealing significant variation in Young's modulus across crystallographic axes. These insights are critical for the design of diamond-based micro- and nano-mechanical systems as well as other high-precision devices, where directional elasticity strongly influences performance.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Ultraprecise anisotropy mapping of Young's modulus in single-crystal diamond via mechanical resonance
Date Crossref
03/11/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • National Institute for Materials Science pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Oxford Department of Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Research Center for Electronic and Optical Materials pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

National Institute for Materials Science, Department of Materials — University of Oxford et Research Center for Electronic and Optical Materials.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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